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KR100928163B1 - A display device and a method of manufacturing a semiconductor device - Google Patents

A display device and a method of manufacturing a semiconductor device Download PDF

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KR100928163B1
KR100928163B1 KR1020070020342A KR20070020342A KR100928163B1 KR 100928163 B1 KR100928163 B1 KR 100928163B1 KR 1020070020342 A KR1020070020342 A KR 1020070020342A KR 20070020342 A KR20070020342 A KR 20070020342A KR 100928163 B1 KR100928163 B1 KR 100928163B1
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KR
South Korea
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film
conductive film
conductivity type
thin film
semiconductor film
Prior art date
Application number
KR1020070020342A
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Korean (ko)
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KR20070043732A (en
Inventor
타카시 하마다
야수유키 아라이
Original Assignee
가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Publication date
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Abstract

화소 부분 및 구동 회로의 구동 조건들에 대해 최적인 TFT 구조들이 적은 수의 포토 마스크를 사용하여 구해진다. 제 1 절연막 상에는 제 1 내지 제 3 반도체막이 형성된다. 제 1 내지 제 3 반도체막에는 제 1 형상의 제 1, 제 2, 및 제 3 전극이 형성된다. 제 1 형상의 제 1, 제 2, 및 제 3 전극은 제 1 도핑 처리에서 마스크로 사용되어, 제 1 내지 제 3 반도체막에 제 1 농도의 한 도전형의 불순물 영역을 형성한다. 제 2 형상의 제 1, 제 2, 및 제 3 전극은 제 1 형상의 제 1, 제 2, 및 제 3 전극으로부터 형성된다. 제 2 도핑 처리에서는 제 2 반도체막에 제 2 형상의 제 2 전극과 오버랩되는 제 2 농도의 한 도전형의 불순물 영역이 형성된다. 또한, 제 2 도핑 처리에서는 제 1 및 제 2 반도체막에 놓이는 제 3 농도의 한 도전형의 불순물 영역들이 형성된다. 제 3 도핑 처리에서는 제 3 반도체막에 한 도전형과 반대인 다른 도전형을 갖는 제 4 및 제 5 농도의 불순물 영역이 형성된다.

Figure 112007017385410-pat00001

도핑 처리, 반도체 디바이스, 반도체막, 도전막, 불순물 영역, 전극

Optimum TFT structures for the pixel portion and the driving conditions of the driving circuit are obtained using a small number of photo masks. First to third semiconductor films are formed on the first insulating film. First, second, and third electrodes of a first shape are formed in the first to third semiconductor films. The first, second, and third electrodes of the first shape are used as masks in the first doping process to form impurity regions of one conductivity type at a first concentration in the first to third semiconductor films. The first, second, and third electrodes of the second shape are formed from the first, second, and third electrodes of the first shape. In the second doping treatment, an impurity region of one conductivity type with a second concentration overlapping the second electrode of the second shape is formed in the second semiconductor film. Further, in the second doping treatment, impurity regions of one conductivity type at a third concentration which are placed on the first and second semiconductor films are formed. In the third doping process, impurity regions of the fourth and fifth concentrations having another conductivity type opposite to one conductivity type are formed in the third semiconductor film.

Figure 112007017385410-pat00001

Doping treatment, semiconductor device, semiconductor film, conductive film, impurity region, electrode

Description

디스플레이 디바이스 및 반도체 디바이스 제조 방법{A display device and a method of manufacturing a semiconductor device}A display device and a method of manufacturing a semiconductor device

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 TFT를 제조하는 처리를 설명하는 단면도.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a TFT according to the present invention.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 TFT를 제조하는 처리를 설명하는 단면도.2A and 2B are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a TFT according to the present invention.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 TFT를 제조하는 처리를 설명하는 단면도.3A and 3B are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a TFT according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 TFT를 제작하는 처리를 설명하는 단면도.4 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a TFT according to the present invention.

도 5는 반사 디스플레이 디바이스의 액티브 매트릭스 기판 중 화소 부분의 구조를 설명하는 상면도.5 is a top view illustrating the structure of a pixel portion of an active matrix substrate of a reflective display device.

도 6은 액티브 매트릭스 기판의 회로 구조를 설명하는 도면.6 is a diagram illustrating a circuit structure of an active matrix substrate.

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 TFT를 제조하는 처리를 설명하는 단면도.7A and 7B are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a TFT according to the present invention.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 TFT를 제조하는 처리를 설명하는 단면도.8A and 8B are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a TFT according to the present invention.

도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 TFT를 제조하는 처리를 설명하는 단면도.9A and 9B are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a TFT according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 TFT를 제조하는 처리를 설명하는 단면도.10 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a TFT according to the present invention.

도 11a 및 도 11b는 투과 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법을 설명하는 단면도.11A and 11B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transmissive display device.

도 12는 투과 액정 디스플레이 디바이스의 구조를 도시하는 단면도.12 is a cross-sectional view showing a structure of a transmissive liquid crystal display device.

도 13은 발광 디바이스에서 화소 부분의 구조를 설명하는 단면도.13 is a cross-sectional view illustrating a structure of a pixel portion in a light emitting device.

도 14는 발광 디바이스의 구조를 도시하는 단면도.14 is a sectional view showing a structure of a light emitting device.

도 15는 액티브 매트릭스 기판의 구조를 설명하는 투과도.15 is a transmission diagram illustrating the structure of an active matrix substrate.

도 16a 내지 도 16e는 액정 구조를 갖는 반도체막을 제조하는 처리를 설명하는 도면.16A to 16E illustrate a process of manufacturing a semiconductor film having a liquid crystal structure.

도 17a 내지 도 17c는 액정 구조를 갖는 반도체막을 제조하는 처리를 설명하는 도면.17A to 17C are views for explaining a process for producing a semiconductor film having a liquid crystal structure.

도 18은 본 발명의 액티브 매트릭스 기판의 구조를 설명하는 단면도.18 is a cross-sectional view illustrating a structure of an active matrix substrate of the present invention.

도 19a 및 도 19b는 NMOS 회로의 구조를 도시하는 도면.19A and 19B show the structure of an NMOS circuit.

도 20a 및 도 20b는 쉬프트 레지스터의 구조를 도시하는 도면.20A and 20B show the structure of a shift register.

도 21은 n-채널 TFT로 구성된 게이트선 구동 회로의 구조를 도시하는 도면.Fig. 21 is a diagram showing the structure of a gate line driver circuit composed of n-channel TFTs.

도 22는 디코더 입력 신호의 타이밍도.22 is a timing diagram of a decoder input signal.

도 23은 n-채널 TFT로 구성된 데이터선 구동 회로의 구조를 도시하는 도면.Fig. 23 is a diagram showing the structure of a data line driver circuit composed of n-channel TFTs.

도 24는 p-채널 TFT로 구성된 게이트선 구동 회로의 구조를 도시하는 도면.Fig. 24 is a diagram showing the structure of a gate line driver circuit composed of p-channel TFTs.

도 25는 디코더 입력 신호의 타이밍도.25 is a timing diagram of a decoder input signal.

도 26은 p-채널 TFT로 구성된 데이터선 구동 회로의 구조를 도시하는 도면.Fig. 26 is a diagram showing the structure of a data line driver circuit composed of p-channel TFTs.

도 27a 내지 도 27f는 반도체 디바이스의 예들을 도시하는 도면.27A-27F illustrate examples of semiconductor devices.

도 28a 내지 도 28c는 반도체 디바이스의 예들을 도시하는 도면.28A-28C illustrate examples of semiconductor devices.

도 29는 결정 구조를 갖는 반도체막을 제조하는 처리를 설명하는 도면.29 is an explanatory diagram illustrating the process of manufacturing a semiconductor film having a crystal structure.

도 30은 게이트 절연막 및 질화탄탈막을 통한 인 도핑의 프로파일을 도시하는 그래프.30 is a graph showing a profile of phosphorous doping through a gate insulating film and a tantalum nitride film.

도 31은 질화탄탈막 두께를 게이트 절연막 두께로 변환하여 피팅(fitting)시킨 그래프이며, 여기서 질화탄탈막 두께에는 상수가 곱해진다.FIG. 31 is a graph in which the tantalum nitride film thickness is converted to the gate insulating film thickness and fitted, where the tantalum nitride film thickness is multiplied by a constant.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

101 : 기판 102, 103 : 제 1 절연막101: substrate 102, 103: first insulating film

104 내지 107 : 반도체막 108, 122 : 제 2 절연막104 to 107: semiconductor film 108, 122: second insulating film

111 내지 114 : 레지스트 마스크111 to 114: resist mask

116 내지 118 : 제 1 형상의 전극116 to 118: electrodes of the first shape

발명의 분야Field of invention

본 발명은 결정 구조를 갖고 기판 상에 형성된 반도체막으로 구성되는 박막 트랜지스터(이후 TFT라 칭하여지는)를 갖춘 반도체 디바이스, 및 그 반도체 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) composed of a semiconductor film formed on a substrate with a crystal structure, and a method of manufacturing the semiconductor device.

관련 기술의 설명Description of the related technology

텍스트 및 영상을 디스플레이하기 위한 디스플레이는 텔레비전 수상기, 개인용 컴퓨터, 및 셀룰러폰과 같이 반도체 소자를 갖는 다양한 반도체 디바이스에서 사람들이 정보를 얻는데 필수적인 수단이다. CRT는 시장에서 오랫동안 대표적인 디스플레이의 위치를 차지하였다. 한편, 액정 디스플레이 및 다른 평면 디스플레 이(평면 패널 디스플레이)는 최근에 지수적으로 증가되어, 전자 디바이스의 무게 및 크기를 줄이는데 바람직하다.Displays for displaying text and images are an essential means for people to obtain information in various semiconductor devices having semiconductor elements such as television receivers, personal computers, and cellular phones. CRT has long been a representative display in the market. On the other hand, liquid crystal displays and other flat panel displays (flat panel displays) have recently increased exponentially, which is desirable to reduce the weight and size of electronic devices.

평면 패널 디스플레이의 한가지 모드는 TFT가 화소 또는 도트마다 제공되고, 데이터 신호가 순차적으로 기록되어 영상을 디스플레이하는 액티브 매트릭스 구동 방식이다. TFT는 액티브 매트릭스 구동에서 필수적인 소자이다.One mode of flat panel displays is an active matrix driving scheme in which TFTs are provided for each pixel or dot, and data signals are sequentially recorded to display an image. TFT is an essential element in active matrix driving.

대부분의 TFT는 비결정질 실리콘으로 형성된다. 이들 TFT는 고속으로 동작할 수 없으므로, 단지 각 도트에 제공된 스위칭 소자로만 사용된다. TFT가 스위칭 소자 이외의 소자를 만들 수 없으므로, TAB(tape automated bonding) 또는 COG(chip on glass)로 장착된 외부 IC(드라이버 IC)가 비디오 신호를 데이터선에 출력하기 위한 데이터선측 구동 회로 및 주사 신호를 주사선에 출력하기 위한 주사선측 구동 회로에 사용된다.Most of the TFTs are formed of amorphous silicon. Since these TFTs cannot operate at high speed, they are used only as switching elements provided in each dot. Since the TFT cannot make a device other than a switching element, an external IC (driver IC) mounted by tape automated bonding (TAB) or chip on glass (COG) allows a data line side driving circuit and a scan to output a video signal to a data line. It is used in a scanning line side driving circuit for outputting a signal to a scanning line.

그러나, 드라이버 IC를 장착하는 것은 화소 밀도가 증가됨에 따라 화소 피치가 감소되기 때문에 제한된 방법으로 생각된다. 예를 들어, RGB 칼라 방법의 UXGA 레벨(1200 x 1600 화소)의 화소 밀도에서는 대략적인 추정으로 적어도 6000개 연결 단자가 필요하다. 연결 단자수의 증가는 접촉 실패의 발생 회수를 증가시키게 된다. 이는 또한 화소 부분의 주변에 경계 영역(화상 프레임 영역이라 칭하여지는)을 증가시켜, 이 디스플레이를 사용하는 반도체 디바이스의 크기를 줄이는데 방해가 되고 반도체 디바이스의 외부 설계를 망쳐놓는다. 이러한 배경으로, 구동 회로가 화소 부분에 집적되는 디스플레이 디바이스가 명확하게 필요로 한다. 화소 부분과 주사선측 및 데이터선측 구동 회로를 똑같은 기판 상에 집적하여 형성함으로서, 연결 단자의 수뿐만 아니라 화상 프레임 영역의 면적도 현저하게 감소될 수 있다.However, mounting the driver IC is considered to be a limited method because the pixel pitch decreases as the pixel density increases. For example, at the pixel density of the UXGA level (1200 x 1600 pixels) of the RGB color method, at least 6000 connection terminals are required as a rough estimate. Increasing the number of connection terminals increases the number of occurrences of contact failure. This also increases the border area (called an image frame area) around the pixel portion, which hinders the reduction of the size of the semiconductor device using this display and ruins the external design of the semiconductor device. Against this background, there is a clear need for a display device in which the driving circuit is integrated in the pixel portion. By integrating and forming the pixel portion and the scanning line side and data line side driving circuits on the same substrate, not only the number of connecting terminals but also the area of the image frame area can be significantly reduced.

집적된 구동 회로는 높은 구동 성능(ON 전류: Ion)을 갖고 핫 캐리어(hot carrier) 효과로 인한 저하를 방지함으로서 확실성을 개선하도록 요구되는 반면, 화소 부분에는 낮은 OFF 전류(Ioff)가 요구된다. LDD(lightly doped drain) 구조는 OFF 전류값을 감소시킬 수 있는 TFT 구조로 공지되어 있다. LDD 구조에서는, 불순물 원소로 약간 도핑된 LDD 영역이 채널 형성 영역과 불순물 원소로 많이 도핑된 드레인 영역 또는 소스 영역 사이에 위치한다. 핫 캐리어로 인한 ON 전류값의 저하를 방지하는데 효과적인 것으로 공지된 구조는 LDD 영역이 부분적으로 게이트 전극과 오버랩되는 LDD 구조(게이트-드레인 오버랩된 LDD; 이후 GOLD(gate-drain overlapped LDD)라 칭하여지는)이다.Integrated drive circuitry is required to improve certainty by having high drive performance (ON current: I on ) and preventing degradation due to hot carrier effects, while low OFF current (I off ) is required in the pixel portion. do. Lightly doped drain (LDD) structures are known as TFT structures that can reduce the OFF current value. In the LDD structure, an LDD region slightly doped with an impurity element is located between the channel formation region and a drain region or source region heavily doped with an impurity element. A structure known to be effective in preventing a decrease in the ON current due to hot carriers is known as an LDD structure in which the LDD region partially overlaps the gate electrode (gate-drain overlapped LDD; later referred to as gate-drain overlapped LDD). )to be.

TFT는 포토 마스크를 사용하여 막을 소정의 형상으로 에칭하면서 반도체막과 절연막 또는 도전막을 적층하여 제조된다. 화소 부분 및 구동 회로에 대해 요구되는 것에 맞추어 TFT 구조의 최적화가 단순히 포토 마스크의 수를 증가시켜 다루어지면, 제조 처리는 복잡해지고 단계의 수는 불가피하게 증가된다.The TFT is manufactured by laminating a semiconductor film, an insulating film or a conductive film while etching the film into a predetermined shape using a photo mask. If the optimization of the TFT structure is dealt with simply by increasing the number of photo masks as required for the pixel portion and the driving circuit, the manufacturing process becomes complicated and the number of steps inevitably increases.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하도록 이루어졌으므로, 본 발명의 목적은 적은 수의 포토 마스크를 사용하여 화소 부분 및 구동 회로의 구동 조건에 최적인 TFT 구조를 구하는 기술을 제공하는 것이다.Since the present invention has been made to solve this problem, it is an object of the present invention to provide a technique for obtaining a TFT structure that is optimal for driving conditions of a pixel portion and a driving circuit using a small number of photo masks.

본 발명의 상기 목적을 이루기 위해, 본 발명은 게이트 절연막과 접촉하는 제 1 층이 제 2 층 보다 채널 길이 방향으로 더 긴 2-층 구조의 게이트 전극을 채택한다. 2-층 구조의 게이트 전극은 구동 회로 부분의 n-채널 TFT에서 자기-정렬 방식으로 소스 및 드레인 영역과 LDD 영역을 형성하는데 사용된다. 화소 부분에서 n-채널 TFT의 소스 및 드레인 영역과 LDD 영역은 자기-정렬 방식이 아니라 포토 마스크를 사용하여 형성된다. 구동 회로 부분에서 n-채널 TFT의 LDD 영역은 게이트 전극과 오버랩되도록 위치하고, 화소 부분에서 n-채널 TFT의 LDD 영역은 게이트 전극 외부에 위치한다(게이트 전극과 오버랩되지 않도록). 소스 및 드레인 영역과, 게이트 전극에 대해 다른 위치 관계를 갖는 2가지 타입의 LDD 영역은 2회의 도핑 처리 단계를 통해 형성된다.To achieve the above object of the present invention, the present invention adopts a two-layered gate electrode in which the first layer in contact with the gate insulating film is longer in the channel length direction than the second layer. The gate electrode of the two-layer structure is used to form source and drain regions and LDD regions in a self-aligned manner in the n-channel TFT of the driver circuit portion. In the pixel portion, the source and drain regions of the n-channel TFT and the LDD region are formed using a photo mask rather than a self-aligning method. In the driver circuit portion, the LDD region of the n-channel TFT is positioned to overlap with the gate electrode, and in the pixel portion, the LDD region of the n-channel TFT is positioned outside the gate electrode (not overlapping with the gate electrode). The source and drain regions and two types of LDD regions having different positional relations with respect to the gate electrode are formed through two doping processing steps.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따라 반도체 디바이스를 제조하는 방법은:As mentioned above, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is:

제 1 절연막에 서로 분리된 제 1 내지 제 3 반도체막을 형성하는 단계;Forming first to third semiconductor films separated from each other in the first insulating film;

제 1 반도체막, 제 2 반도체막, 및 제 3 반도체막 상에 전극들과 막들 사이에 제 2 절연막을 개재시켜 각각 제 1 전극, 제 2 전극, 및 제 3 전극을 형성하는 단계로서, 상기 전극들은 제 1 형상을 갖는, 상기 형성 단계;Forming a first electrode, a second electrode, and a third electrode on the first semiconductor film, the second semiconductor film, and the third semiconductor film by interposing a second insulating film between the electrodes and the films; Said forming step having a first shape;

제 1 내지 제 3 반도체막에서 제 1 농도의 한 도전형의 불순물 영역을 형성하기 위해 제 1 도핑 처리에서 마스크로 제 1 형상의 제 1 내지 제 3 전극을 사용하는 단계;Using first to third electrodes of a first shape as a mask in a first doping process to form an impurity region of one conductivity type at a first concentration in the first to third semiconductor films;

제 1 형상의 제 1 내지 제 3 전극으로부터 제 2 형상의 제 1 내지 제 3 전극을 형성하는 단계;Forming first to third electrodes of a second shape from first to third electrodes of a first shape;

제 2 도핑 처리를 통해 제 2 반도체막에서 제 2 농도의 한 도전형의 불순물 영역을 형성하고, 제 1 반도체막 및 제 2 반도체막에서 제 3 농도의 한 도전형의 불순물 영역을 형성하는 단계로서, 상기 제 2 농도의 불순물 영역이 제 2 형상의 제 2 전극과 오버랩되는, 상기 형성 단계; 및Forming a single impurity region of a second conductivity type in the second semiconductor film through a second doping process, and forming an impurity region of a third conductivity type in the first semiconductor film and the second semiconductor film as The forming step wherein the impurity region of the second concentration overlaps with a second electrode of a second shape; And

제 3 도핑 처리를 통해 제 3 반도체막에서 제 4 농도의 불순물 영역 및 제 5 농도의 불순물 영역을 형성하는 단계로서, 상기 영역들은 한 도전형과 반대인 다른 도전형을 갖는, 상기 형성 단계를 포함하는 것으로 특징으로 한다. 다시 말하면, 본 발명의 반도체 디바이스 제조 방법은 TFT의 게이트 전극을 형성하기 위한 에칭 처리가 도핑 처리와 결합되어, LDD 영역 및 소스 또는 드레인 영역을 자기-정렬 방식으로 형성하는 것을 특징으로 한다.Forming an impurity region of a fourth concentration and an impurity region of a fifth concentration in a third semiconductor film through a third doping process, the regions having the other conductivity type opposite to one conductivity type; It is characterized by. In other words, the semiconductor device manufacturing method of the present invention is characterized in that the etching process for forming the gate electrode of the TFT is combined with the doping process to form the LDD region and the source or drain region in a self-aligned manner.

또한, 본 발명의 또 다른 구조에 따라, 본 방법은:Furthermore, according to another structure of the present invention, the method is:

제 1 절연막에 서로 분리된 제 1 반도체막, 제 2 반도체막, 및 제 3 반도체막을 형성하는 단계; 제 1 반도체막 위에 제 2 절연막을 개재시켜 제 1 형상의 제 1 전극을 형성하는 단계; 제 1 반도체막에서 제 1 농도의 한 도전형의 불순물 영역을 형성하기 위해 마스크로서 제 1 형상의 제 1 전극을 사용하는 단계; 제 2 반도체막과 제 3 반도체막 위에 반도체막들과 전극들 사이에 제 2 절연막을 개재시켜 제 1 형상의 제 2 전극 및 제 3 전극을 형성하는 단계; 제 2 형상의 제 2 전극 및 제 3 전극을 형성하기 위해 제 1 형상의 제 2 전극 및 제 3 전극을 에칭하는 단계; 제 2 도핑 처리를 통해 제 2 반도체막에서 제 2 농도의 한 도전형의 불순물 영역을 형성하고, 제 1 반도체막과 제 2 반도체막에서 제 3 농도의 한 도전형의 불순물 영 역을 형성하는 단계로서, 상기 제 2 농도의 불순물 영역은 제 2 형상의 제 2 전극과 오버랩되는, 상기 형성 단계; 및 제 3 도핑 처리를 통해 제 3 반도체막에서 제 4 농도의 불순물 영역 및 제 5 농도의 불순물 영역을 형성하는 단계로서, 상기 영역들은 한 도전형과 반대인 다른 도전형을 갖는, 상기 형성 단계를 포함하는 것으로 특징으로 한다.Forming a first semiconductor film, a second semiconductor film, and a third semiconductor film separated from each other in the first insulating film; Forming a first electrode having a first shape by interposing a second insulating film on the first semiconductor film; Using a first electrode of a first shape as a mask to form an impurity region of one conductivity type at a first concentration in the first semiconductor film; Forming a second electrode and a third electrode having a first shape by interposing a second insulating film between the semiconductor films and the electrodes on the second semiconductor film and the third semiconductor film; Etching the second electrode and the third electrode of the first shape to form a second electrode and the third electrode of the second shape; Forming an impurity region of one conductivity type at a second concentration in the second semiconductor film, and forming an impurity region of one conductivity type at a third concentration in the first semiconductor film and the second semiconductor film through a second doping process Wherein the impurity region of the second concentration overlaps with the second electrode of the second shape; And forming an impurity region of a fourth concentration and an impurity region of a fifth concentration in the third semiconductor film through a third doping process, wherein the regions have another conductivity type opposite to one conductivity type. It is characterized by including.

이러한 제조 방법으로, 게이트 전극과 오버랩되는 LDD는 구동 회로의 n-채널 TFT에서 자기-정렬 방식으로 형성된다. 이 LDD는 게이트 전극의 막 두께 차이(레벨 차이)를 사용함으로서 똑같은 도핑 단계를 통해 소스 또는 드레인 영역이 형성되는 것과 동시에 구해진다. 한편, 마스크는 화소 부분의 n-채널 TFT에서 게이트 전극과 오버랩되지 않는 LDD를 형성하는데 사용된다.With this manufacturing method, the LDD overlapping with the gate electrode is formed in a self-aligned manner in the n-channel TFT of the drive circuit. This LDD is obtained at the same time as the source or drain region is formed through the same doping step by using the film thickness difference (level difference) of the gate electrode. On the other hand, a mask is used to form an LDD that does not overlap the gate electrode in the n-channel TFT of the pixel portion.

본 발명에서 반도체 디바이스란 말은 반도체 기능 특성을 사용하는 디바이스를 일반적으로 칭하고, 대표적으로, 디스플레이 디바이스, TFT를 갖는 액정 디스플레이 디바이스, 및 반도체 집적 회로(마이크로 프로세서, 신호 처리 회로, 고주파수 회로 등)가 거기에 포함된다.The term semiconductor device in the present invention generally refers to a device using semiconductor functional characteristics, and typically, a display device, a liquid crystal display device having a TFT, and a semiconductor integrated circuit (microprocessor, signal processing circuit, high frequency circuit, etc.) It is included there.

실시예 모드 1Example mode 1

도 1a 내지 도 6을 참고로 본 발명의 실시예 모드가 설명된다. 여기서는, 화소 부분의 TFT 및 그 화소 부분 가까이에 위치하는 구동 회로의 TFT(n-채널 TFT 및 p-채널 TFT)를 동일한 기판에 동시 형성하는 방법이 상세히 설명된다.An embodiment mode of the present invention is described with reference to FIGS. 1A-6. Here, a method of simultaneously forming TFTs of the pixel portion and TFTs (n-channel TFT and p-channel TFT) of the driving circuit located near the pixel portion on the same substrate will be described in detail.

도 1a에서, 기판(101)은 유리 기판, 수정 기판, 또는 세라믹 기판이다. 그 표면상에 절연막이 형성된, 실리콘 기판, 금속 기판, 또는 스테인레스 스틸 기판이 대신 사용될 수 있다. 본 실시예 모드의 처리 온도를 견딜 수 있는 열저항을 가지면, 플라스틱 기판도 또한 사용될 수 있다.In FIG. 1A, the substrate 101 is a glass substrate, a quartz substrate, or a ceramic substrate. A silicon substrate, a metal substrate, or a stainless steel substrate, with an insulating film formed on its surface, may be used instead. Plastic substrates can also be used, provided they have a thermal resistance that can withstand the processing temperatures of this embodiment mode.

기판(101)상에는 제 1 절연막(102, 103)이 형성된다. 여기서 도시된 제 1 절연막은 2-층 구조를 갖지만, 물론 단일층 구조를 가질 수도 있다. 반도체막(104 내지 107)은 결정 구조를 갖는 반도체이다. 반도체막은 제 1 절연막에 형성된 비결정질 반도체막을 결정화하여 구해진다. 침적(deposition) 이후, 비결정질 반도체막은 열처리 또는 레이저광 조사에 의해 결정화된다. 비결정질 반도체막의 재료는 제한되지 않지만, 실리콘 또는 실리콘 게르마늄(SixGe1-x; 0 < x < 1, 전형적으로 x = 0.001 내지 0.05) 합금이 바람직하게 사용된다.First insulating films 102 and 103 are formed on the substrate 101. The first insulating film shown here has a two-layer structure, but may of course have a single layer structure. The semiconductor films 104 to 107 are semiconductors having a crystal structure. The semiconductor film is obtained by crystallizing the amorphous semiconductor film formed on the first insulating film. After deposition, the amorphous semiconductor film is crystallized by heat treatment or laser light irradiation. Although the material of the amorphous semiconductor film is not limited, an alloy of silicon or silicon germanium (Si x Ge 1-x ; 0 <x <1, typically x = 0.001 to 0.05) is preferably used.

비결정질 반도체막이 레이저빔 조사에 의해 결정화될 때, 펄스 발진형 또는 연속-파형 기체 레이저 또는 고체 레이저가 사용된다. 사용되는 기체 레이저의 예로는 KrF 엑사이머(excimer) 레이저, ArF 엑사이머 레이저, 및 XeCl 엑사이머 레이저가 포함된다. 사용되는 레이저 에미터에서, YAG, YVO4, YLF, YAlO3 등의 결정은 Cr, Nd, Er, Ho, Ce, Co, Ti, 또는 Tm으로 도핑된다. 비록 도핑에 사용되는 재료가 변한다 하더라도, 레이저 에미터로부터 발광되는 레이저의 기본파는 1㎛ 내지 2㎛의 파장을 갖는다. 비결정질 반도체막을 결정화하기 위해, 레이저광은 반도체막에 의해 선택적으로 흡수되어야 한다. 그러므로, 가시광선과 자외선 사이의 파장을 갖는 레이저광을 선택하고 기본파의 제 2 고조파(harmonic) 내지 제 4 고조파를 사용하는 것이 바람직하다. 전형적으로, 비결정질 반도체막은 Nd:YVO4 레이저 에미터에 의한(기본파: 1064㎚) 제 2 고조파(532㎚)를 사용하여 결정화된다. 그 이외에, 아르곤 레이저 에미터 및 크립톤(krypton) 레이저 에미터와 같은 기체 레이저 에미터가 사용될 수 있다.When the amorphous semiconductor film is crystallized by laser beam irradiation, a pulse oscillation type or continuous-wave gas gas or solid state laser is used. Examples of gas lasers used include KrF excimer lasers, ArF excimer lasers, and XeCl excimer lasers. In the laser emitter used, crystals of YAG, YVO 4 , YLF, YAlO 3, etc., are doped with Cr, Nd, Er, Ho, Ce, Co, Ti, or Tm. Although the material used for the doping varies, the fundamental wave of the laser emitted from the laser emitter has a wavelength of 1 μm to 2 μm. In order to crystallize the amorphous semiconductor film, laser light must be selectively absorbed by the semiconductor film. Therefore, it is preferable to select a laser light having a wavelength between visible light and ultraviolet light and to use second to fourth harmonics of the fundamental wave. Typically, the amorphous semiconductor film is crystallized using a second harmonic (532 nm) by an Nd: YVO 4 laser emitter (fundamental wave: 1064 nm). In addition, gas laser emitters such as argon laser emitters and krypton laser emitters can be used.

결정화 이전에, 비결정질 반도체막은 반도체의 결정화에 촉매 효과를 갖는 니켈 또는 다른 금속 원소로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 니켈을 포함하는 용액을 비결정질 실리콘막의 표면에 유지시키고, 그 막은 건조되고(dehydrate)(500℃에서 1시간 동안), 이어서 열적 결정화가 행해진다(550℃에서 4시간 동안). 이때, 그 막은 결정성을 개선하도록 YAG 레이저, YVO4 레이저, 및 YLF 레이저로부터 선택된 연속파 레이저광의 제 2 고조파로 조사된다.Prior to crystallization, the amorphous semiconductor film may be doped with nickel or another metal element having a catalytic effect on the crystallization of the semiconductor. For example, a solution containing nickel is kept on the surface of an amorphous silicon film, and the film is dehydrated (for 1 hour at 500 ° C.), and then thermal crystallization is performed (for 4 hours at 550 ° C.). At this time, the film is irradiated with a second harmonic of continuous wave laser light selected from YAG laser, YVO 4 laser, and YLF laser to improve crystallinity.

다음에는 제 2 절연막(108)이 형성되어 반도체막(104 내지 107)을 덮는다. 제 2 절연막(108)은 실리콘을 포함하는 절연막이며, 플라스마(plasma) CVD 또는 스퍼터링(sputtering)에 의해 형성된다. 그 두께는 40 내지 150㎚로 설정된다. 반도체막(104 내지 107)을 덮도록 형성된 제 2 절연막은 본 실시예 모드에서 제조된 TFT의 게이트 절연막으로 사용된다.Next, a second insulating film 108 is formed to cover the semiconductor films 104 to 107. The second insulating film 108 is an insulating film containing silicon, and is formed by plasma CVD or sputtering. Its thickness is set to 40 to 150 nm. The second insulating film formed to cover the semiconductor films 104 to 107 is used as the gate insulating film of the TFT manufactured in this embodiment mode.

게이트 전극 및 배선을 형성하기 위한 도전막은 제 2 절연막(108)상에 형성된다. 본 발명의 게이트 전극은 2층 또는 그 이상의 도전막의 적층으로 형성된다. 제 1 도전막(109)은 몰리브덴 또는 텅스텐과 같이 높은 녹는점을 갖는 금속의 질화물로부터 제 2 절연막(108)에 형성된다. 제 2 도전막(110)은 높은 녹는점을 갖는 금속, 또는 알루미늄 및 구리와 같은 저저항 금속, 또는 폴리실리콘으로부터 제 1 도전막 상에 형성된다. 특히, W, Mo, Ta, 및 Ti로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소 종류의 질화물이 제 1 도전막으로 사용되는 반면, 제 2 도전막은 W, Mo, Ta, Ti, Al, 및 Cu로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소 종류의 합금 또는 n형 다결정질 실리콘을 사용한다.A conductive film for forming the gate electrode and the wiring is formed on the second insulating film 108. The gate electrode of the present invention is formed by stacking two or more conductive films. The first conductive film 109 is formed on the second insulating film 108 from a nitride of a metal having a high melting point such as molybdenum or tungsten. The second conductive film 110 is formed on the first conductive film from a metal having a high melting point, or a low resistance metal such as aluminum and copper, or polysilicon. In particular, a nitride of at least one element type selected from the group consisting of W, Mo, Ta, and Ti is used as the first conductive film, while the second conductive film is a group consisting of W, Mo, Ta, Ti, Al, and Cu. Alloys of one or more element types selected from n or polycrystalline silicon are used.

도 1b에 도시된 바와 같이, 레지스트 마스크(resist mask)(111 내지 114)는 제 1 도전막 및 제 2 도전막에 제 1 에칭 처리를 실행하도록 다음에 형성된다. 이 에칭 처리를 통해 에지 주변에 테이퍼된(tapered) 제 1 형상의 전극(116 내지 118) 및 제 1 형상의 배선(114, 115)이 형성된다. 전극들은 45 내지 75°의 각도로 테이퍼된다. 제 1 형상의 전극(116 내지 118) 및 제 1 형성의 배선(114, 115)으로 덮이지 않은 제 2 절연막(122)의 영역은 에칭되어 20 내지 50㎚ 만큼 얇아진다.As shown in Fig. 1B, resist masks 111 to 114 are next formed to perform a first etching process on the first conductive film and the second conductive film. Through this etching process, tapered first shaped electrodes 116 to 118 and first shaped wirings 114 and 115 are formed around the edges. The electrodes are tapered at an angle of 45 to 75 degrees. The region of the second insulating film 122 which is not covered with the first shaped electrodes 116 to 118 and the wirings 114 and 115 of the first formation is etched to become thin by 20 to 50 nm.

제 1 도핑 처리는 이온들이 질량 분할 없이 삽입되는 이온 주입 또는 이온 도핑을 사용한다. 도핑에서, 제 1 형상의 전극(116 내지 118)은 반도체막(104 내지 107)에 제 1 농도의 한 도전형의 불순물 영역(123 내지 126)을 형성하는데 마스크로서 사용된다. 제 1 농도는 1 x 1017 내지 1 x 1019 atoms/cm3과 같다.The first doping treatment uses ion implantation or ion doping in which ions are inserted without mass splitting. In doping, the first shaped electrodes 116 to 118 are used as masks to form one conductivity type impurity regions 123 to 126 of the first concentration in the semiconductor films 104 to 107. The first concentration is equal to 1 x 10 17 to 1 x 10 19 atoms / cm 3 .

레지스트 마스크(111 내지 114)를 제거하지 않는, 제 2 에칭 처리가 도 2a에 도시된 바와 같이 실행된다. 이 에칭 처리에서, 제 2 도전막에는 이방성 에칭이 행해져, 제 2 형상의 전극(127 내지 129) 및 제 2 형상의 배선(130, 131)이 형성된다. 제 2 형상의 전극(127 내지 129) 및 제 2 형상의 배선(130, 131)으로 덮이지 않은 제 2 절연막의 영역은 에칭되어 20 내지 50㎚ 만큼 얇아진다.The second etching process, which does not remove the resist masks 111 to 114, is performed as shown in Fig. 2A. In this etching process, anisotropic etching is performed to the 2nd conductive film, and the 2nd shape electrode 127-129 and the 2nd shape wiring 130 and 131 are formed. The regions of the second insulating film not covered with the second shaped electrodes 127 to 129 and the second shaped wirings 130 and 131 are etched to become thin by 20 to 50 nm.

이후에, 반도체막(104) 전체를 덮는 마스크(133), 반도체막(106)에 위치하는 제 2 형상의 전극(129)을 덮는 마스크(134), 및 반도체막(107)을 덮는 마스크(134)가 형성되어 제 2 도핑 처리를 실행한다. 제 2 도핑 처리를 통해, 제 2 농도의 한 도전형의 불순물 영역이 반도체막(105)에 형성되고, 제 3 농도의 한 도전형의 불순물 영역이 반도체막(105, 106)에 형성된다.Thereafter, the mask 133 covering the entire semiconductor film 104, the mask 134 covering the second shape electrode 129 positioned in the semiconductor film 106, and the mask 134 covering the semiconductor film 107. ) Is formed to execute the second doping process. Through the second doping treatment, one conductive impurity region of the second concentration is formed in the semiconductor film 105, and one conductive impurity region of the third concentration is formed in the semiconductor films 105 and 106.

제 2 농도의 한 도전형의 불순물 영역(135)은 제 2 형상의 전극(128)을 구성하는 제 1 도전막(128a)과 오버랩되는 위치에 자기-정렬 방식으로 형성된다. 이온 도핑에 의해 주어진 불순물은 반도체막이 도핑되기 이전에 제 1 도전막(128a)을 통해 전송된다. 그러므로, 반도체막에 이르는 이온의 수는 영역(135)에서의 농도가 제 3 농도의 n형 불순물 영역에서 보다 더 낮아지게 감소된다. 영역(135)의 불순물 농도는 1 x 1016 내지 1 x 1017 atoms/cm3이다. 제 3 농도의 불순물 영역(136, 137)은 1 x 1020 내지 1 x 1021 atoms/cm3의 농도에서 n형 불순물로 도핑된다.The one conductivity type impurity region 135 of the second concentration is formed in a self-aligning manner at a position overlapping with the first conductive film 128a constituting the second shape electrode 128. Impurities given by ion doping are transferred through the first conductive film 128a before the semiconductor film is doped. Therefore, the number of ions reaching the semiconductor film is reduced such that the concentration in the region 135 is lower than in the n-type impurity region of the third concentration. The impurity concentration of the region 135 is 1 x 10 16 to 1 x 10 17 atoms / cm 3 . The impurity regions 136 and 137 of the third concentration are doped with n-type impurities at concentrations of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 .

다음에는 도 3a에 도시된 바와 같이 레지스트 마스크(138)가 형성되어 제 3 도핑 처리를 실행한다. 반도체막(104)에서는 제 3 도핑 처리를 통해 다른 도전형(한 도전형과 반대인 도전형)의 제 4 농도의 불순물 영역(139) 및 다른 도전형의 제 5 농도의 불순물 영역(140)이 형성된다. 다른 도전형의 제 4 농도의 불순물 영역은 제 2 형상의 전극(127)과 오버랩하는 영역에 형성되고, 1 x 1018 내지 1 x 1019 atoms/cm3의 농도에서 불순물 원소로 도핑된다. 이 불순물 농도는 그 영역이 LDD로 동작하도록 허용한다. 제 5 농도의 불순물 영역(140)은 2 x 1020 내지 3 x 1021 atoms/cm3의 농도에서 불순물 원소로 도핑된다.Next, as shown in Fig. 3A, a resist mask 138 is formed to perform a third doping process. In the semiconductor film 104, the impurity region 139 of the fourth concentration of another conductivity type (conductive type opposite to one conductivity type) and the impurity region 140 of the fifth concentration of another conductivity type are formed through the third doping process. Is formed. An impurity region of another conductivity type fourth impurity region is formed in a region overlapping with the second shape electrode 127 and doped with an impurity element at a concentration of 1 × 10 18 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 . This impurity concentration allows the region to operate with LDD. The impurity region 140 of the fifth concentration is doped with an impurity element at a concentration of 2 × 10 20 to 3 × 10 21 atoms / cm 3 .

상기 단계를 통해, 불순물로 도핑된 영역이 원자가 전자(valence electron)를 제어할 목적으로 각 반도체막에 형성된다. 제 2 형상의 전극(127 내지 129)은 게이트 전극으로 동작한다. 제 2 형상의 배선(130)은 화소 부분에서 저장 캐패시터를 구성하는 전극들 중 하나로 동작한다. 제 2 형상의 배선(131)은 화소 부분에서 데이터선을 형성한다.Through the above steps, regions doped with impurities are formed in each semiconductor film for the purpose of controlling valence electrons. The second shaped electrodes 127 to 129 act as gate electrodes. The second shape of the wiring 130 operates as one of the electrodes constituting the storage capacitor in the pixel portion. The second shape wiring 131 forms a data line in the pixel portion.

다음에는 제 3 절연막(143)이 플라스마 CVD 또는 스퍼터링에 의해 형성된다. 제 3 절연막(143)은 질산화실리콘막, 산화실리콘막 등이다.Next, the third insulating film 143 is formed by plasma CVD or sputtering. The third insulating film 143 is a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, or the like.

이어서, 반도체막으로 도핑된 불순물 원소는 도 3b에 도시된 바와 같이 활성화된다. 이 활성화 단계는 용광로 어닐링(furnace annealing) 또는 고속 열적 어닐링(rapid thermal annealing; RTA)을 사용하여 실행된다. 열처리는 400 내지 700℃, 전형적으로, 450 내지 500℃의 온도로 질소 대기에서 실행된다. 대신에, YAG 레이저의 2차 고조파(532㎚)를 사용하는 레이저 어닐링이 사용될 수 있다. 반도체막은 불순물 원소를 활성화시키도록 YAG 레이저의 2차 고조파(532㎚)로 조사된다. 활성화 방법은 레이저광 조사로 제한되지 않고, 기판의 양측 또는 한측에 램프 광원을 조사함으로서 반도체막을 가열하도록 램프 광원을 사용하는 RTA가 사용될 수 있다.Then, the impurity element doped with the semiconductor film is activated as shown in Fig. 3B. This activation step is carried out using furnace annealing or rapid thermal annealing (RTA). The heat treatment is carried out in a nitrogen atmosphere at a temperature of 400 to 700 ° C, typically 450 to 500 ° C. Instead, laser annealing using the second harmonic (532 nm) of the YAG laser can be used. The semiconductor film is irradiated with the second harmonic (532 nm) of the YAG laser to activate the impurity element. The activation method is not limited to laser light irradiation, and an RTA using a lamp light source to heat the semiconductor film by irradiating a lamp light source to both or one side of the substrate may be used.

도 4에 도시된 바와 같이, 질화실리콘으로 구성된 제 4 절연막(144)은 이어서 50 내지 100㎚의 두께를 갖도록 플라스마 CVD에 의해 형성된다. 410℃에서의 열처리는 질화실리콘막으로부터 방출된 수소로 반도체막을 수소화하도록 청정 오븐에서 행해진다.As shown in Fig. 4, a fourth insulating film 144 made of silicon nitride is then formed by plasma CVD to have a thickness of 50 to 100 nm. The heat treatment at 410 ° C. is performed in a clean oven to hydrogenate the semiconductor film with hydrogen released from the silicon nitride film.

다음에는 유기체 절연 재료로 구성된 제 5 절연막(145)이 제 4 절연막(144)에 형성된다. 유기체 절연 재료는 제 5 절연막의 최외곽 표면을 레벨화하기 위해 사용된다. 이어서, 제 3 내지 제 5 절연막을 관통하는 접촉홀(contact hole)이 에칭 처리에 의해 형성된다. 이 에칭 처리에서는, 외부 입력 단자 부분에 위치하는 제 3 내지 제 5 절연막의 영역이 제거된다. 탄탈막 및 알루미늄막은 배선(146 내지 149), 화소 전극(151), 주사선(152), 연결 전극(150), 및 외부 입력 단자에 연결된 배선(153)을 형성하도록 층을 이룬다.Next, a fifth insulating film 145 made of an organic insulating material is formed in the fourth insulating film 144. The organic insulating material is used to level the outermost surface of the fifth insulating film. Subsequently, a contact hole penetrating the third to fifth insulating films is formed by an etching process. In this etching process, the area | region of the 3rd-5th insulating film located in the external input terminal part is removed. The tantalum film and the aluminum film are layered to form the wirings 146 to 149, the pixel electrode 151, the scanning line 152, the connection electrode 150, and the wiring 153 connected to the external input terminal.

한 도전형이 n형이고 다른 도전형(한 도전형과 반대인)이 p형이면, p-채널 TFT(200) 및 제 1의 n-채널 TFT(201)를 갖는 구동 회로(205)와, 제 2의 n-채널 TFT(203) 및 캐패시터 부분(204)을 갖는 화소 부분(206)이 상기 단계를 통해 똑같은 기판상에 형성된다. 캐패시터 부분(204)은 반도체막(107), 제 2 절연막의 부분(122), 및 제 1 형상의 캐패시턴스 배선(130)으로 구성된다.If one conductivity type is n type and the other conductivity type (as opposed to one conductivity type) is p type, the driving circuit 205 having the p-channel TFT 200 and the first n-channel TFT 201, A pixel portion 206 having a second n-channel TFT 203 and a capacitor portion 204 is formed on the same substrate through this step. The capacitor portion 204 is composed of the semiconductor film 107, the portion 122 of the second insulating film, and the capacitance wiring 130 of the first shape.

구동 회로(205)의 p-채널 TFT(200)는 채널 형성 영역(154), 게이트 전극으로 동작하는 제 2 전극(127) 외부에 위치하는 제 5 농도의 p형 불순물 영역(140)(영역(140)은 드레인 영역이나 소스 영역으로 기능한다), 및 제 2 전극(127)과 오버랩되는 제 4 농도의 p형 불순물 영역(LDD)을 갖는다.The p-channel TFT 200 of the driving circuit 205 has a p-type impurity region 140 having a fifth concentration located outside the channel forming region 154 and the second electrode 127 serving as the gate electrode (region ( 140 functions as a drain region or a source region), and a p-type impurity region LDD having a fourth concentration overlapping with the second electrode 127.

제 1의 n-채널 TFT(201)는 채널 형성 영역(155), 게이트 전극으로 동작하는, 제 2 형상의 전극(128)과 오버랩되는 제 2 농도의 n형 불순물 영역(124)(LDD), 및 소스 영역이나 드레인 영역으로 기능하는 제 3 농도의 n형 불순물 영역(135)을 갖는다. 채널 길이 방향으로 LDD의 길이는 0.5 내지 2.5㎛, 바람직하게 1.5㎛이다. 이 LDD 구조는 핫 캐리어(hot carrier) 효과에 의해 주로 발생되는 TFT 저하를 방지하기 위한 것이다. n-채널 TFT 및 p-채널 TFT는 쉬프트 레지스터 회로, 버퍼 회로, 레벨 쉬프터 회로, 래치 회로 등을 형성하는데 사용될 수 있다. 제 1의 n-채널 TFT(201)의 구조는 핫 캐리어 효과에 의한 저하를 방지할 수 있기 때문에 구동 전압이 높은 버퍼 회로에 특히 적절하다.The first n-channel TFT 201 is a channel formation region 155, an n-type impurity region 124 (LDD) having a second concentration overlapping with the second shape electrode 128, which acts as a gate electrode, And an n-type impurity region 135 having a third concentration serving as a source region or a drain region. The length of the LDD in the channel length direction is 0.5 to 2.5 mu m, preferably 1.5 mu m. This LDD structure is for preventing TFT degradation mainly caused by the hot carrier effect. The n-channel TFT and p-channel TFT can be used to form shift register circuits, buffer circuits, level shifter circuits, latch circuits, and the like. The structure of the first n-channel TFT 201 is particularly suitable for a buffer circuit having a high driving voltage since the degradation due to the hot carrier effect can be prevented.

화소 부분(206)의 제 2의 n-채널 TFT(203)는 채널 형성 영역(156), 게이트 전극으로 동작하는 제 2 형상의 전극(129) 외부에 형성된 제 1 농도의 n형 불순물 영역(125), 및 소스 영역 또는 드레인 영역으로 기능하는 제 3 농도의 n형 불순물 영역(136)을 갖는다. 반도체막(107)에는 캐패시터 부분(204)의 전극 중 하나로 기능하는 p형 불순물 영역(141, 142)이 형성된다.The second n-channel TFT 203 of the pixel portion 206 is an n-type impurity region 125 having a first concentration formed outside the channel forming region 156 and the second shaped electrode 129 acting as a gate electrode. And an n-type impurity region 136 having a third concentration serving as a source region or a drain region. The p-type impurity regions 141 and 142 functioning as one of the electrodes of the capacitor portion 204 are formed in the semiconductor film 107.

화소 부분(206)은 화소 전극(151) 및 반도체막(106)의 제 3 농도의 n형 불순물 영역(136)에 데이터선(131)을 연결시키는 연결 전극(150)을 갖는다. 화소 부분은 또한 도면에 도시되지 않았지만, 게이트 전극으로 기능하는 제 2 형상의 전극(129)에 연결된 게이트 배선(152)을 갖는다.The pixel portion 206 has a connection electrode 150 connecting the data line 131 to the pixel electrode 151 and the n-type impurity region 136 of the third concentration of the semiconductor film 106. The pixel portion also has a gate wiring 152 connected to a second shaped electrode 129 which functions as a gate electrode, although not shown in the figure.

상술된 바와 같이, 본 발명은 게이트 전극과 오버랩되는 LDD를 포함한 한 도전형의 불순물 영역을 갖는 제 1의 n-채널 TFT, 및 LDD가 게이트 전극과 오버랩되지 않는 제 2의 n-채널 TFT를 똑같은 기판상에 형성하는 것을 가능하게 만든다. 두 타입의 TFT는 다른 동작 조건의 회로에 분리되어 배열된다. 예를 들어, 한 TFT는 구동 회로 부분에 배열되고, 다른 TFT는 화소 부분에 배열된다. p-채널 TFT에서, LDD는 게이트 전극과 오버랩된다.As described above, the present invention is the same as the first n-channel TFT having one conductivity type impurity region including the LDD overlapping the gate electrode, and the second n-channel TFT in which the LDD does not overlap the gate electrode. Makes it possible to form on a substrate. Both types of TFTs are arranged separately in circuits of different operating conditions. For example, one TFT is arranged in the driver circuit portion and the other TFT is arranged in the pixel portion. In the p-channel TFT, the LDD overlaps with the gate electrode.

구동 회로 부분(205) 및 화소 부분(206)을 갖는 본 실시예 모드로 형성된 기판은 편의상 액티브 매트릭스 기판이라 칭하여진다. 이 액티브 매트릭스 기판은 액티브 매트릭스 구동의 디스플레이 디바이스를 제조하는데 사용될 수 있다. 본 실시예 모드의 액티브 매트릭스 기판은 광반사 재료로부터 형성된 화소 전극을 가지므로, 반사 액정 디스플레이 디바이스를 만들 수 있다. 액정 디스플레이 디바이스뿐만 아니라 유기체 발광 소자가 화소 부분에 사용되는 발광 디바이스도 액티브 매트릭스 기판으로부터 제조될 수 있다.The substrate formed in this embodiment mode having the driving circuit portion 205 and the pixel portion 206 is called an active matrix substrate for convenience. This active matrix substrate can be used to manufacture active matrix driven display devices. Since the active matrix substrate of this embodiment mode has pixel electrodes formed from light reflecting materials, a reflective liquid crystal display device can be made. Not only the liquid crystal display device but also the light emitting device in which the organic light emitting element is used in the pixel portion can be manufactured from the active matrix substrate.

실시예 모드 2Example mode 2

본 발명의 또 다른 실시예 모드는 도 7a 내지 도 10을 참고로 설명된다. 여기서는, 화소 부분의 TFT 및 그 화소 부분 부근에 위치하는 구동 회로의 TFT(n-채널 TFT 및 p-채널 TFT)를 똑같은 기판에 동시에 형성하는 방법이 상세히 설명된다.Another embodiment mode of the present invention is described with reference to FIGS. 7A to 10. Here, a method of simultaneously forming TFTs of the pixel portion and TFTs (n-channel TFT and p-channel TFT) of the driving circuit located near the pixel portion at the same time will be described in detail.

실시예 모드 1에서의 기판, 절연막, 반도체막, 및 도전막에 대한 설명은 도 7a의 기판(301), 제 1 절연막(302, 303), 반도체막(304 내지 307), 제 2 절연막(308), 제 1 도전막(309), 및 제 2 도전막(310)에 적용된다.For the description of the substrate, the insulating film, the semiconductor film, and the conductive film in Embodiment Mode 1, the substrate 301, the first insulating films 302 and 303, the semiconductor films 304 to 307, and the second insulating film 308 of FIG. 7A are described. ), The first conductive film 309, and the second conductive film 310.

도 7b에는 마스크(311, 312)가 형성된다. 마스크(311)는 구동 회로 부분을 덮고, 마스크(312)는 화소 부분을 덮는다. 화소 및 구동 회로 부분을 덮는 마스크로, 제 1 도전막 및 제 2 도전막은 제 1 에칭 처리로 에칭되어, 제 1 형상의 전극(313) 및 제 1 형상의 배선(314, 315)을 형성한다(전극은 제 1 도전막(313a)과 제 2 도전막(313b)으로 구성되고, 배선(314)은 제 1 도전막(314a)과 제 2 도전막(314b)으로 구성되고, 배선(315)은 제 1 도전막(315a)과 제 2 도전막(315b)으로 구성된다). 다음에는 반도체막(306, 307)이 제 1 도핑 처리에서 한 도전형의 불순물 원소로 도핑되어, 제 1 농도의 한 도전형의 불순물 영역(316, 360)을 형성한다.Masks 311 and 312 are formed in FIG. 7B. The mask 311 covers the driving circuit portion, and the mask 312 covers the pixel portion. With the mask covering the pixel and the driving circuit portion, the first conductive film and the second conductive film are etched by the first etching process to form the first shaped electrode 313 and the first shaped wirings 314 and 315 ( The electrode is composed of the first conductive film 313a and the second conductive film 313b, the wiring 314 is composed of the first conductive film 314a and the second conductive film 314b, and the wiring 315 is A first conductive film 315a and a second conductive film 315b). Next, the semiconductor films 306 and 307 are doped with an impurity element of one conductivity type in the first doping process to form impurity regions 316 and 360 of one conductivity type at the first concentration.

마스크(311, 312)는 제거되고, 이어서 제 1 형상의 전극(313) 및 제 1 형상의 배선(314, 315)을 덮는 마스크(317)가 도 8a에 도시된 바와 같이 형성된다. 또한, 마스크(318 내지 320)는 제 2 에칭 처리를 통해 구동 회로 부분에 제 1 형상의 전극(321 내지 323)을 형성하도록 구동 회로 부분에 형성된다.The masks 311 and 312 are removed, and then a mask 317 covering the first shaped electrode 313 and the first shaped wirings 314 and 315 is formed as shown in FIG. 8A. In addition, the masks 318 to 320 are formed in the driving circuit portion to form the electrodes 321 to 323 of the first shape in the driving circuit portion through the second etching process.

제 1 에칭 처리 및 제 2 에칭 처리는 모두 제 1 도전막 및 제 2 도전막을 에칭하기 위한 것으로, 45 내지 75°의 각도로 에지 주변에 테이퍼된 부분을 형성한다.Both the first etching process and the second etching process are for etching the first conductive film and the second conductive film, and form a tapered portion around the edge at an angle of 45 to 75 °.

제 2 에칭 처리는 도 8b에 도시된 바와 같이 제 3 에칭 처리로 이어진다. 제 3 에칭 처리는 제 2 형상의 전극(324 내지 326)을 형성하도록 제 2 도전막을 선택적으로 에칭하기 위한 것이다. 제 2 형상의 전극은 제 1 도전막(324a 내지 326a)의 돌출부를 갖는다.The second etching process is followed by a third etching process as shown in Fig. 8B. The third etching process is for selectively etching the second conductive film to form the second shaped electrodes 324 to 326. The second shaped electrode has protrusions of the first conductive films 324a to 326a.

제 2 형상의 전극(324, 325)은 제 1 도전막(324a, 325a) 및 제 2 도전막(324b, 325b) 사이의 막 두께 차이를 사용하는 제 2 도핑 처리에서 마스크로 사용된다. 그 결과로, 한 도전형의 불순물 영역이 반도체막(304, 305)에 형성된다. 제 2 농도의 한 도전형의 불순물 영역(330, 331)은 제 2 형상의 전극과 오버랩되도록 위치하는 반면, 제 3 농도의 한 도전형의 불순물 영역(327, 328)은 제 2 형상의 전극 외부 영역에 형성된다. 제 3 농도의 한 도전형의 불순물 영역(329)은 반도체막(306)에 형성된다.The second shaped electrodes 324 and 325 are used as masks in the second doping process using the film thickness difference between the first conductive films 324a and 325a and the second conductive films 324b and 325b. As a result, an impurity region of one conductivity type is formed in the semiconductor films 304 and 305. The one conductivity type impurity regions 330 and 331 of the second concentration are positioned to overlap with the electrode of the second shape, while the one conductivity type impurity regions 327 and 328 of the third concentration are outside the second shape electrode. Is formed in the area. An impurity region 329 of one conductivity type at a third concentration is formed in the semiconductor film 306.

이어서, 마스크(332, 333)는 제 3 도핑 처리를 통해 다른 도전형의 불순물로 반도체막(304)을 도핑하도록 도 9a에 도시된 바와 같이 형성된다. 그 결과로 얻어진 불순물 영역은 다른 도전형의 제 4 농도의 불순물 영역(335) 및 다른 도전형의 제 5 농도의 불순물 영역(334)이 된다. 다른 도전형의 제 5 농도의 불순물 영역(336)은 반도체막(307)에 형성된다.Subsequently, masks 332 and 333 are formed as shown in FIG. 9A to dope the semiconductor film 304 with other conductivity type impurities through a third doping process. The resulting impurity regions are the impurity regions 335 of the fourth concentration of different conductivity type and the impurity regions 334 of the fifth concentration of another conductivity type. An impurity region 336 of a fifth conductivity type of another conductivity type is formed in the semiconductor film 307.

이어서, 제 3 절연막(337)이 형성되고, 반도체막을 도핑하는데 사용된 불순물은 실시예 모드 1과 유사하게 활성화된다.Then, a third insulating film 337 is formed, and the impurities used to dope the semiconductor film are activated similarly to the embodiment mode 1.

제 4 절연막(338)은 이어서 도 10에 도시된 바와 같이 형성되고, 반도체막을 수소화하도록 410℃에서 열처리가 행해진다. 다음에는 제 5 절연막(339)이 유기체 절연 재료로 제 4 절연막(338)상에 형성된다. 유기체 절연 재료는 제 5 절연막의 최외곽 표면을 레벨화하기 위해 사용된다. 이어서, 제 3 내지 제 5 절연막을 관통하는 접촉홀이 에칭 처리에 의해 형성된다. 배선(340 내지 343), 화소 전극(345), 게이트선(346), 및 배선(344, 347)이 형성된다.The fourth insulating film 338 is then formed as shown in FIG. 10, and heat treatment is performed at 410 ° C. to hydrogenate the semiconductor film. Next, a fifth insulating film 339 is formed on the fourth insulating film 338 with an organic insulating material. The organic insulating material is used to level the outermost surface of the fifth insulating film. Subsequently, contact holes penetrating the third to fifth insulating films are formed by etching. The wirings 340 to 343, the pixel electrode 345, the gate line 346, and the wirings 344 and 347 are formed.

한 도전형이 n형이고 다른 도전형(한 도전형과 반대인)이 p형이면, p-채널 TFT(400)와 제 1의 n-채널 TFT(401)를 갖는 구동 회로(405)와 제 2의 n-채널 TFT(403)와 캐패시터 부분(404)을 갖는 화소 부분(406)이 상기 단계를 통해 동일한 기판 상에 형성된다. 캐패시터 부분(404)은 반도체막(307), 제 1 절연막의 일부(361), 및 제 1 형상의 캐패시턴스 배선(314)으로 구성된다.If one conductivity type is n-type and the other conductivity type (as opposed to one conductivity type) is p-type, then the driving circuit 405 and the first circuit having the p-channel TFT 400 and the first n-channel TFT 401 are formed. A pixel portion 406 having an n-channel TFT 403 and a capacitor portion 404 of two is formed on the same substrate through this step. The capacitor portion 404 is composed of a semiconductor film 307, a part 361 of the first insulating film, and a capacitance wiring 314 of the first shape.

구동 회로(405)의 p-채널 TFT(400)는 채널 형성 영역(348), 게이트 전극으로 동작하는 제 2 전극(324)과 오버랩되도록 위치하는 다른 도전형의 제 4 농도의 불순물 영역(332), 및 제 2 전극(324) 외부에 위치하는 다른 도전형의 제 5 농도의 불순물 영역(333)을 갖는다.The p-channel TFT 400 of the driving circuit 405 is an impurity region 332 of a fourth conductivity type of another conductivity type positioned so as to overlap the channel forming region 348 and the second electrode 324 acting as a gate electrode. And an impurity region 333 of a fifth concentration of another conductivity type which is located outside the second electrode 324.

제 1의 n-채널 TFT(401)은 채널 형성 영역(349), 게이트 전극으로 동작하는 제 2 형상의 전극(325)과 오버랩되는 제 2 농도의 한 도전형의 불순물 영역(LDD 영역)(331), 및 소스 영역 또는 드레인 영역으로 기능하는 제 3 농도의 한 도전형의 불순물 영역(328)을 갖는다. 채널 길이 방향에서의 LDD 길이는 0.5 내지 2.5㎛, 바람직하게 1.5㎛이다. 이 LDD 구조는 핫 캐리어 효과에 의해 주로 발생되는 TFT 저하를 방지하기 위한 것이다. n-채널 TFT 및 p-채널 TFT는 쉬프트 레지스터 회로, 버퍼 회로, 레벨 쉬프터 회로, 래치 회로 등을 형성하는데 사용될 수 있다. 제 1의 n-채널 TFT(401)의 구조는 핫 캐리어 효과에 의한 저하를 방지할 수 있기 때문에 구동 전압이 높은 버퍼 회로에 특히 적절하다.The first n-channel TFT 401 has a channel formation region 349 and an impurity region (LDD region) 331 having a second concentration overlapping with the electrode 325 having a second shape serving as a gate electrode. And an impurity region 328 of one conductivity type at a third concentration serving as a source region or a drain region. The LDD length in the channel length direction is 0.5 to 2.5 mu m, preferably 1.5 mu m. This LDD structure is for preventing TFT deterioration mainly caused by the hot carrier effect. The n-channel TFT and p-channel TFT can be used to form shift register circuits, buffer circuits, level shifter circuits, latch circuits, and the like. The structure of the first n-channel TFT 401 is particularly suitable for a buffer circuit having a high driving voltage since the degradation due to the hot carrier effect can be prevented.

화소 부분(406)의 제 2의 n-채널 TFT(403)는 채널 형성 영역(350), 게이트 전극으로 동작하는 제 1 형상의 전극(313) 외부에 형성된 제 1 농도의 한 도전형의 불순물 영역(316), 및 소스 영역 또는 드레인 영역으로 동작하는 제 3 농도의 한 도전형의 불순물 영역(329)을 갖는다. 반도체막(307)에는 캐패시터 부분(404)의 전극들 중 하나로 기능하는 다른 도전형의 제 5 농도의 불순물 영역(336)이 형성된다.The second n-channel TFT 403 of the pixel portion 406 is an impurity region of one conductivity type at a first concentration formed outside the channel formation region 350 and the first shape electrode 313 acting as a gate electrode. 316, and an impurity region 329 of one conductivity type at a third concentration acting as a source region or a drain region. In the semiconductor film 307, an impurity region 336 of another conductivity type, which functions as one of the electrodes of the capacitor portion 404, is formed.

상술된 바와 같이, 구동 회로 부분의 게이트 전극 및 화소 부분의 게이트 전극은 다른 LDD 구조를 갖는 TFT를 구하도록 본 실시예 모드에서 서로 다르게 구성된다. 게이트 전극과 오버랩되는 LDD는 포토 마스크를 사용하지 않고 높은 정확도를 가지고 자기-정렬 방식으로 형성될 수 있다.As described above, the gate electrode of the driving circuit portion and the gate electrode of the pixel portion are configured differently in this embodiment mode to obtain TFTs having different LDD structures. The LDD overlapping with the gate electrode can be formed in a self-aligned manner with high accuracy without using a photo mask.

실시예 1Example 1

이후에는 본 발명의 일 실시예가 도 1a 내지 도 6을 참고로 설명된다. 여기서는, 화소 부분의 TFT 및 그 화소 부분의 부근에 위치하는 구동 회로의 TFT(n-채널 TFT 및 p-채널 TFT)를 똑같은 기판에 동시 형성하는 방법이 상세히 설명된다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A to 6. Here, a method of simultaneously forming TFTs of the pixel portion and TFTs (n-channel TFT and p-channel TFT) of the driving circuit located in the vicinity of the pixel portion at the same substrate will be described in detail.

도 1a에서는, 알루미노 붕규산 유리(alumino borosilicate glass)가 기판(101)으로 사용된다. 본 실시예의 제 1 절연막은 50㎚의 두께를 갖는 제 1 질산화실리콘막(102)과 100㎚의 두께를 갖는 제 2 질산화실리콘막(103)의 적층이다. 막(102)은 반응 기체로 SiH4, NH3, 및 N2O를 사용하여 형성된다. 막(103)은 반응 기체로 SiH4 및 N2O를 사용하여 형성된다.In FIG. 1A, alumino borosilicate glass is used as the substrate 101. The first insulating film of this embodiment is a laminate of a first silicon oxynitride film 102 having a thickness of 50 nm and a second silicon oxynitride film 103 having a thickness of 100 nm. The film 102 is formed using SiH 4 , NH 3 , and N 2 O as the reaction gas. The film 103 is formed using SiH 4 and N 2 O as the reaction gas.

반도체막(104 내지 107)은 결정 구조를 갖는 반도체이다. 반도체막은 제 1 절연막상에 비결정질 반도체막을 형성하고 공지된 결정화 방법을 통해 막을 결정화함으로서 구해진다. 본 실시예에서, 비결정질 실리콘막은 50㎚의 두께를 갖도록 침착(deposition)되어 형성되고, 광학 시스템에 의해 선형빔으로 수집된 엑사이머 레이저광을 조사하여 결정화된다. 레이저광은 300 mJ/cm2의 전력 밀도를 갖도록 형 성되고, 90 내지 98%의 오버랩 비율로 비결정질 실리콘막의 전체 표면을 조사하도록 500㎛ 선형빔으로 형상화된다.The semiconductor films 104 to 107 are semiconductors having a crystal structure. The semiconductor film is obtained by forming an amorphous semiconductor film on the first insulating film and crystallizing the film through a known crystallization method. In this embodiment, the amorphous silicon film is formed by being deposited to have a thickness of 50 nm, and crystallized by irradiating excimer laser light collected by a linear beam by an optical system. The laser light is shaped to have a power density of 300 mJ / cm 2 and shaped into a 500 μm linear beam to irradiate the entire surface of the amorphous silicon film at an overlap ratio of 90 to 98%.

대안적으로, 연속파의 YVO4 레이저가 사용될 수 있다. 그 레이저는 파장 변환 소자에 의해 제 2 고조파로 변환되고, 10W의 에너지빔이 비결정질막을 결정화하도록 1 내지 100 cm/sec의 비율로 막에 주어진다.Alternatively, a continuous wave YVO 4 laser can be used. The laser is converted into second harmonics by a wavelength converting element, and an energy beam of 10 W is given to the film at a rate of 1 to 100 cm / sec to crystallize the amorphous film.

결정화 이후에, 반도체막은 TFT의 임계 전압을 제어하기 위해 이온 도핑에 의해 억셉터(acceptor)형인 붕소로 도핑된다. 불순물의 도핑 농도는 조작자에 의해 적절하게 설정될 수 있다.After crystallization, the semiconductor film is doped with boron, which is acceptor type, by ion doping to control the threshold voltage of the TFT. The doping concentration of the impurity can be appropriately set by the operator.

이와 같이 구해진 다결정질 실리콘막은 에칭 처리에 의해 아일랜드(island)로 분할되어 반도체막(104 내지 107)을 형성한다. 110㎚의 두께를 갖고 SiH4 및 N2O를 사용하여 플라스마 CVD에 의해 형성된 질산화실리콘막은 제 2 절연막(108)으로 반도체막상에 형성된다.The polycrystalline silicon film thus obtained is divided into islands by etching to form the semiconductor films 104 to 107. A silicon oxynitride film having a thickness of 110 nm and formed by plasma CVD using SiH 4 and N 2 O is formed on the semiconductor film with the second insulating film 108.

질화탄탈막은 30㎚의 두께를 갖도록 스퍼터링에 의해 제 2 절연막(108)상에 제 1 도전막(109)으로 형성된다. 이어서, 300㎚ 두께의 텅스텐막이 제 2 도전막(110)으로 형성된다.The tantalum nitride film is formed as a first conductive film 109 on the second insulating film 108 by sputtering so as to have a thickness of 30 nm. Subsequently, a 300 nm thick tungsten film is formed of the second conductive film 110.

질화탄탈막의 두께는 이온 도핑에서 n형 불순물로 사용되는 인의 도핑 효율성을 고려하여 결정된다(또는 인을 저지하는 질화탄탈막의 기능). 도 30은 게이트 절연막 두께가 일정하고 질화탄탈막 두께가 15㎚ 내지 45㎚로 변할 때 인 농도 분포를 도시한다. 도핑시 가속 전압은 90keV로 설정된다. 반도체막에 주입되는 인 의 농도는 반도체막을 덮는 막(게이트 절연막 및 질화탄탈막)의 두께 및 재료에 의존하여 변한다. 도 31은 질화탄탈막의 두께가 게이트 절연막의 두께로 변환될 때의 인 농도 프로파일을 도시한다. 도 31에 따라, 2.4 내지 2.66배 더 두꺼운 게이트 절연막이 질화탄탈막의 인 저지 기능과 똑같다. 다시 말하면, 질화탄탈은 더 작은 막 두께에서도 더 높은 인 저지 기능을 나타낸다.The thickness of the tantalum nitride film is determined in consideration of the doping efficiency of phosphorus used as the n-type impurity in ion doping (or the function of the tantalum nitride film to block phosphorus). FIG. 30 shows the phosphorus concentration distribution when the gate insulating film thickness is constant and the tantalum nitride film thickness varies from 15 nm to 45 nm. During doping, the acceleration voltage is set to 90 keV. The concentration of phosphorus injected into the semiconductor film varies depending on the thickness and material of the film (gate insulating film and tantalum nitride film) covering the semiconductor film. FIG. 31 shows the phosphorus concentration profile when the thickness of the tantalum nitride film is converted to the thickness of the gate insulating film. According to Fig. 31, the gate insulating film 2.4 to 2.66 times thicker is the same as the phosphorus blocking function of the tantalum nitride film. In other words, tantalum nitride exhibits a higher phosphorus blocking function even at smaller film thicknesses.

질화탄탈막의 두께는 저항 및 도핑 저지 기능을 고려하여 결정된다. 도 30 및 도 31로부터 질화탄탈막에 대한 최적의 막 두께는 15㎚ 내지 300㎚ 사이인 것으로 결론지을 수 있다.The thickness of the tantalum nitride film is determined in consideration of the resistance and the doping preventing function. It can be concluded from FIG. 30 and FIG. 31 that the optimum film thickness for the tantalum nitride film is between 15 nm and 300 nm.

다음에는 마스크(111 내지 114)가 도 1b에 도시된 광감지 레지스트 재료로 형성된다. 이어서, 제 1 도전막(109) 및 제 2 도전막(110)에 제 1 에칭 처리가 실행된다. 에칭 처리는 ICP(inductively coupled plasma) 에칭을 사용한다. 에칭 기체의 선택에는 제한이 없지만, CF4, Cl2, 및 O2가 W 막과 질화탄탈막을 에칭하는데 사용된다. 그의 기체 흐름 비율은 25:25:10으로 설정되고, 에칭을 위해 1 Pa의 압력으로 코일 전극에 500W의 RF(13.56㎒) 전력이 주어진다. 이 경우, 기판측(샘플 스테이지)은 또한 실질적으로 음의 자기-바이어스 전압을 인가하도록 150W의 RF(13.56㎒) 전력을 수신한다. 이러한 제 1 에칭 조건하에서는, 주로 W 막이 소정의 형상으로 에칭된다.Next, masks 111 to 114 are formed of the photosensitive resist material shown in Fig. 1B. Subsequently, a first etching process is performed on the first conductive film 109 and the second conductive film 110. The etching process uses inductively coupled plasma (ICP) etching. There is no limit to the choice of etching gas, but CF 4 , Cl 2 , and O 2 are used to etch the W film and the tantalum nitride film. Its gas flow ratio is set to 25:25:10 and is given 500 W RF (13.56 MHz) power to the coil electrode at a pressure of 1 Pa for etching. In this case, the substrate side (sample stage) also receives 150 W of RF (13.56 MHz) power to apply a substantially negative self-bias voltage. Under such first etching conditions, the W film is mainly etched into a predetermined shape.

이후에는, 에칭 기체가 CF4 및 Cl2로 변한다. 기체 흐름 비율은 30:30으로 설정되고, 500 W의 RF(13.56㎒) 전력이 1 Pa의 압력으로 코일 전극에 주어져 30초 에칭 동안 플라스마를 발생한다. 기판측(샘플 스테이지)은 또한 실질적으로 음의 자기-바이어스 전압을 인가하도록 20W의 RF(13.56㎒) 전력을 수신한다. CF4 및 Cl2의 혼합 기체는 질화탄탈막과 W 막을 거의 똑같은 비율로 에칭힌다. 그래서, 에지 부근에 각도를 이룬 제 1 형상의 전극(116 내지 118)과 제 1 형상의 배선(114, 115)이 형성된다. 전극은 45 내지 75°의 각도로 테이퍼된다. 제 2 절연막에 잔여물을 남기지 않고 막을 에칭하기 위해, 에칭 시간이 10 내지 20% 연장되는 것이 바람직하다. 제 1 형상의 전극(116 내지 118) 및 제 1 형상의 배선(114, 115)으로 덮이지 않은 제 2 절연막(122)의 영역은 에칭되어 20 내지 50㎚ 만큼 얇아진다.Thereafter, the etching gas is changed to CF 4 and Cl 2 . The gas flow ratio is set to 30:30, and 500 W RF (13.56 MHz) power is applied to the coil electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma during the 30 second etching. The substrate side (sample stage) also receives 20 W RF (13.56 MHz) power to apply a substantially negative self-bias voltage. The mixed gas of CF 4 and Cl 2 etches the tantalum nitride film and the W film at about the same ratio. Thus, the first shaped electrodes 116 to 118 and the first shaped wirings 114 and 115 formed at an angle near the edge are formed. The electrodes are tapered at an angle of 45 to 75 degrees. In order to etch the film without leaving residue in the second insulating film, the etching time is preferably extended by 10 to 20%. The region of the second insulating film 122 which is not covered with the first shaped electrodes 116 to 118 and the first shaped wirings 114 and 115 is etched to become thin by 20 to 50 nm.

제 1 도핑 처리는 질량 분리 없이 이온이 주입되는 이온 도핑을 사용한다. 도핑시, 제 1 형상의 전극(116 내지 118)은 마스크로 사용되고, 수소로 희석된 인화수소(PH3) 기체 또는 희기체(noble gas)로 희석된 인화수소 기체가 반도체막(104 내지 107)에서 제 1 농도의 n형 불순물 영역(123 내지 126)을 형성하는데 사용된다. 이 도핑에서 형성된 제 1 농도의 n형 불순물 영역은 각각 1 x 1017 내지 1 x 1019 atoms/cm3의 인 농도를 갖는다.The first doping treatment uses ion doping in which ions are implanted without mass separation. During doping, the first shaped electrodes 116 to 118 are used as masks, and hydrogen phosphide (PH 3 ) gas diluted with hydrogen or hydrogen phosphide gas diluted with noble gas is applied to the semiconductor films 104 to 107. Is used to form the n-type impurity regions 123 to 126 of the first concentration. The n-type impurity regions of the first concentration formed in this doping have phosphorus concentrations of 1 x 10 17 to 1 x 10 19 atoms / cm 3 , respectively.

마스크(111 내지 114)를 제거하지 않고, 다음에는 도 2a에 도시된 바와 같이 제 2 에칭 처리가 행해진다. CF4, Cl2, 및 O2가 에칭 기체로 사용되고, 기체 흐름 비율은 20:20:20으로 설정되고, 500 W의 RF(13.56㎒) 전력이 1 Pa의 압력으로 코일 전극에 주어져 에칭을 위한 플라스마를 발생한다. 기판측(샘플 스테이지)은 또한 제 1 에칭 처리에서 보다 더 낮은 자기-바이어스 전압을 인가하도록 20 W의 RF(13.56㎒) 전력을 수신한다. 이러한 에칭 조건하에서, 제 2 도전막으로 사용되는 W 막이 에칭된다. W 막에는 이방성 에칭이 가해져 제 2 형상의 전극(127 내지 129) 및 제 2 형상의 배선(130, 131)을 형성한다. 제 2 형상의 전극(127 내지 129) 및 제 2 형상의 배선(130, 131)으로 덮이지 않은 제 2 절연막의 영역은 에칭되어 20 내지 50㎚ 만큼 얇아진다.Without removing the masks 111 to 114, a second etching process is performed next, as shown in Fig. 2A. CF 4 , Cl 2 , and O 2 are used as the etching gas, the gas flow ratio is set to 20:20:20, and an RF (13.56 MHz) power of 500 W is given to the coil electrode at a pressure of 1 Pa to provide etching. Generate plasma. The substrate side (sample stage) also receives 20 W of RF (13.56 MHz) power to apply a lower self-bias voltage than in the first etching process. Under such etching conditions, the W film used as the second conductive film is etched. Anisotropic etching is applied to the W film to form the second shaped electrodes 127 to 129 and the second shaped wirings 130 and 131. The regions of the second insulating film not covered with the second shaped electrodes 127 to 129 and the second shaped wirings 130 and 131 are etched to become thin by 20 to 50 nm.

이어서, 제 2 도핑 처리를 위해 전체 반도체막(104)을 덮는 마스크(133), 반도체막(106)에 위치하는 제 2 형상의 전극(129)을 덮는 마스크(134), 및 반도체막(107)을 덮는 마스크(134)가 형성된다. 제 2 도핑 처리를 통해, 제 2 농도의 n형 불순물 영역이 반도체막(105)에 형성되고, 제 3 농도의 n형 불순물 영역은 반도체막(105, 106)에 형성된다. 이 이온 도핑에서는, 인이 사용되고, 선량(dose)은 1.5 x 1014 atoms/cm3으로 설정되고, 가속 전압은 100keV로 설정된다.Next, the mask 133 covering the entire semiconductor film 104, the mask 134 covering the second shape electrode 129 positioned in the semiconductor film 106, and the semiconductor film 107 for the second doping process. A mask 134 covering the gap is formed. Through the second doping process, an n-type impurity region having a second concentration is formed in the semiconductor film 105, and an n-type impurity region having a third concentration is formed in the semiconductor films 105 and 106. In this ion doping, phosphorus is used, the dose is set to 1.5 x 10 14 atoms / cm 3 , and the acceleration voltage is set to 100 keV.

제 2 농도의 n형 불순물 영역(135)은 제 2 형상의 전극(128)을 구성하는 제 1 도전막(128a)과 오버랩되는 위치에 자기-정렬 방식으로 형성된다. 이온 도핑에 의해 주어진 불순물은 반도체막이 도핑되기 이전에 제 1 도전막(128a)을 통해 전송된다. 그러므로, 제 2 농도는 제 3 농도의 n형 불순물 영역에서의 불순물 농도 보다 훨씬 더 낮다. 영역(135)의 불순물 농도는 1 x 1016 내지 1 x 1017 atoms/cm3이다. 제 3 농도의 불순물 영역(136, 137)은 1 x 1020 내지 1 x 1021 atoms/cm3의 농도를 이루도록 인으로 도핑된다.The n-type impurity region 135 having the second concentration is formed in a self-aligning manner at a position overlapping with the first conductive film 128a constituting the second shape electrode 128. Impurities given by ion doping are transferred through the first conductive film 128a before the semiconductor film is doped. Therefore, the second concentration is much lower than the impurity concentration in the n-type impurity region of the third concentration. The impurity concentration of the region 135 is 1 x 10 16 to 1 x 10 17 atoms / cm 3 . The impurity regions 136 and 137 of the third concentration are doped with phosphorus to achieve a concentration of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 .

다음에는, 마스크(138)가 도 3a에 도시된 바와 같이 제 3 도핑 처리를 실행하도록 형성된다. 도핑시, 수소로 희석된 디보레인(diborane)B2H6 기체 또는 희기체(noble gas)로 희석된 디보레인 기체가 반도체막(104)에 제 4 농도의 p형 불순물 영역(139) 및 제 5 농도의 p형 불순물 영역(140)을 형성하는데 사용된다. 제 4 농도의 p형 불순물 영역은 제 2 형상의 전극(127)과 오버랩되도록 위치하고, 1 x 1018 내지 1 x 1020 atoms/cm3의 농도에서 붕소로 도핑된다. 제 5 농도의 불순물 영역(140)은 2 x 1020 내지 3 x 1021 atoms/cm3의 농도에서 붕소로 도핑된다. 제 5 농도의 p형 불순물 영역(142) 및 제 4 농도의 p형 불순물 영역(141)은 화소 부분에서 저장 캐패시터를 형성하는데 사용되는 반도체막(107)의 일부에 형성된다.Next, a mask 138 is formed to perform the third doping process as shown in Fig. 3A. During doping, diborane B 2 H 6 gas diluted with hydrogen or diborane gas diluted with noble gas is added to the p-type impurity region 139 and the fourth concentration in the semiconductor film 104. It is used to form the p-type impurity region 140 of 5 concentrations. The p-type impurity region of the fourth concentration is positioned to overlap with the electrode of the second shape 127, and is doped with boron at a concentration of 1 x 10 18 to 1 x 10 20 atoms / cm 3 . The impurity region 140 of the fifth concentration is doped with boron at a concentration of 2 × 10 20 to 3 × 10 21 atoms / cm 3 . The p-type impurity region 142 of the fifth concentration and the p-type impurity region 141 of the fourth concentration are formed in part of the semiconductor film 107 used to form the storage capacitor in the pixel portion.

상기 단계를 통해, 인으로 도핑된 영역 또는 붕소로 도핑된 영역이 반도체막 각각에 주어진다. 제 2 형상의 전극(127 내지 129)은 게이트 전극으로 작동한다. 제 2 형상의 배선(130)은 화소 부분에서 저장 캐패시터를 구성하는 전극들 중 하나를 형성한다. 제 2 형상의 배선(131)은 화소 부분에서 데이터선으로 동작한다.Through this step, a region doped with phosphorus or a region doped with boron is given to each of the semiconductor films. The second shaped electrodes 127 to 129 act as gate electrodes. The second shape wiring 130 forms one of the electrodes constituting the storage capacitor in the pixel portion. The second shape wiring 131 operates as a data line in the pixel portion.

다음에는, 질산화실리콘막이 50㎚의 두께로 플라스마 CVD에 의해 제 3 절연막(143)으로 형성된다. 반도체막을 도핑하는데 사용되는 불순물 원소는 도 3b에 도시된 바와 같이 YAG 레이저의 제 2 고조파(532㎚)의 레이저광으로 반도체막을 조사하여 활성화된다.Next, a silicon oxynitride film is formed of the third insulating film 143 by plasma CVD with a thickness of 50 nm. The impurity element used to dope the semiconductor film is activated by irradiating the semiconductor film with the laser light of the second harmonic (532 nm) of the YAG laser as shown in Fig. 3B.

도 4에 도시된 바와 같이, 제 4 절연막(144)은 50㎚의 두께로 플라스마 CVD 에 의해 질화실리콘으로 형성된다. 질화실리콘막으로부터 방출된 수소로 반도체막을 수소화하기 위해, 청정 오븐에서 410℃로 열처리가 행해진다.As shown in Fig. 4, the fourth insulating film 144 is formed of silicon nitride by plasma CVD with a thickness of 50 nm. In order to hydrogenate the semiconductor film with hydrogen released from the silicon nitride film, heat treatment is performed at 410 ° C. in a clean oven.

다음에는 제 5 절연막(145)이 제 4 절연막(144)상에 아크릴로 구성된다. 이어서, 접촉홀이 형성된다. 이 에칭 처리에서는, 외부 입력 단자 부분에 위치하는 제 3 내지 제 5 절연막이 제거된다. 탄탈막과 알루미늄막은 적층되어 배선(146 내지 149), 화소 전극(151), 주사선(152), 연결 전극(150), 및 외부 입력 단자에 연결된 배선(153)을 형성한다.Next, the fifth insulating film 145 is made of acrylic on the fourth insulating film 144. Subsequently, a contact hole is formed. In this etching process, the third to fifth insulating films located at the external input terminal portion are removed. The tantalum film and the aluminum film are stacked to form the wirings 146 to 149, the pixel electrode 151, the scanning line 152, the connection electrode 150, and the wiring 153 connected to the external input terminal.

그래서, 똑같은 기판상에 p-채널 TFT(200) 및 제 1의 n-채널 TFT(201)를 갖는 구동 회로(205) 및 제 2의 n-채널 TFT(203) 및 캐패시터 부분(204)을 갖는 화소 부분(206)이 형성된다. 캐패시터 부분(204)은 반도체막(107), 제 2 절연막(122)의 일부, 및 제 1 형상의 캐패시턴스 배선(130)으로 구성된다.Thus, with the driving circuit 205 having the p-channel TFT 200 and the first n-channel TFT 201 and the second n-channel TFT 203 and the capacitor portion 204 on the same substrate. Pixel portion 206 is formed. The capacitor portion 204 is composed of a semiconductor film 107, a part of the second insulating film 122, and a capacitance wiring 130 of a first shape.

구동 회로(205)의 p-채널 TFT(200)는 채널 형성 영역(154), 게이트 전극으로 동작하는 제 2 전극(127) 외부에 위치하는 제 5 농도의 p형 불순물 영역(140)(영역(140)은 소스 영역 또는 드레인 영역으로 기능한다), 및 제 2 전극(127)과 오버랩되는 제 4 농도의 p형 불순물 영역을 갖는다.The p-channel TFT 200 of the driving circuit 205 has a p-type impurity region 140 having a fifth concentration located outside the channel forming region 154 and the second electrode 127 serving as the gate electrode (region ( 140 serves as a source region or a drain region), and a p-type impurity region having a fourth concentration overlapping with the second electrode 127.

제 1의 n-채널 TFT(201)는 채널 형성 영역(155), 게이트 전극으로 동작하는 제 2 형상의 전극(128)과 오버랩되는 제 2 농도의 n형 불순물 영역(124)(LDD), 및 소스 영역이나 드레인 영역으로 기능하는 제 3 농도의 n형 불순물 영역(135)을 갖는다. 채널 길이 방향으로의 LDD 길이는 0.5 내지 2.5㎛, 바람직하게 1.5㎛이다. 이 LDD 구조는 핫 캐리어 효과에 의해 주로 발생되는 TFT 저하를 방지하기 위한 것 이다. n-채널 TFT 및 p-채널 TFT는 쉬프트 레지스터 회로, 버퍼 회로, 레벨 쉬프터 회로, 래치 회로 등을 형성하는데 사용된다. 제 1의 n-채널 TFT(201)의 구조는 핫 캐리어 효과에 의한 저하를 방지할 수 있기 때문에 구동 전압이 높은 버퍼 회로에 특히 적절한다.The first n-channel TFT 201 is a channel forming region 155, an n-type impurity region 124 (LDD) having a second concentration overlapping with the second shape electrode 128 serving as a gate electrode, and An n-type impurity region 135 having a third concentration serving as a source region or a drain region is provided. The LDD length in the channel length direction is 0.5 to 2.5 mu m, preferably 1.5 mu m. This LDD structure is for preventing TFT degradation mainly caused by the hot carrier effect. N-channel TFTs and p-channel TFTs are used to form shift register circuits, buffer circuits, level shifter circuits, latch circuits, and the like. The structure of the first n-channel TFT 201 is particularly suitable for a buffer circuit having a high driving voltage because it can prevent the degradation caused by the hot carrier effect.

화소 부분(206)의 제 2의 n-채널 TFT(203)는 채널 형성 영역(156), 게이트 전극으로 동작하는 제 2 형상의 전극(129) 외부에 형성된 제 1 농도의 n형 불순물 영역(125), 및 소스 영역이나 드레인 영역으로 기능하는 제 3 농도의 n형 불순물 영역(136)을 갖는다. 반도체막(107)에는 캐패시터 부분(204)의 전극들 중 하나로 기능하는 p형 불순물 영역(141, 142)이 형성된다.The second n-channel TFT 203 of the pixel portion 206 is an n-type impurity region 125 having a first concentration formed outside the channel forming region 156 and the second shaped electrode 129 acting as a gate electrode. And an n-type impurity region 136 having a third concentration serving as a source region or a drain region. In the semiconductor film 107, p-type impurity regions 141 and 142 functioning as one of the electrodes of the capacitor portion 204 are formed.

화소 부분(206)은 반도체막(106)의 제 3 농도의 n형 불순물 영역(136)에 데이터선(131)을 연결시키는 연결 전극(150) 및 화소 전극(151)을 갖는다. 화소 부분은 또한 도면에 도시되지 않았지만, 게이트 전극으로 기능하는 제 2 형상의 전극(129)에 연결된 게이트 배선(152)을 갖는다.The pixel portion 206 has a connection electrode 150 and a pixel electrode 151 connecting the data line 131 to the n-type impurity region 136 of the third concentration of the semiconductor film 106. The pixel portion also has a gate wiring 152 connected to a second shaped electrode 129 which functions as a gate electrode, although not shown in the figure.

화소 부분(206)의 상면도는 도 5에 도시된다. 도 5의 상면도는 실질적으로 한 도트(dot)를 도시하고, 도 4와 공통된 기호를 사용한다. 도 5에서 선 A-A'을 따라 취해진 단면 구조는 도 4에 대응한다. 도 5의 화소 구조에서, 게이트 배선 및 게이트 전극은 게이트 배선이 반도체막과 오버랩되어 광차폐막(light-shielding film)으로 추가 기능을 갖도록 다른 층상에 형성된다. 화소 전극의 에지는 화소 전극들 사이의 갭(gap)을 빛으로부터 차폐하기 위해 소스 배선과 오버랩되도록 위치한다. 이 구조는 광차폐막(블랙 매트릭스(black matrix))을 형성할 필요성을 없앤다. 그 결과, 종래 기술과 비교해 개구 비율(aperture ratio)이 개선된다.A top view of the pixel portion 206 is shown in FIG. 5. The top view of FIG. 5 shows one dot substantially, and uses symbols common to that of FIG. 4. The cross-sectional structure taken along the line A-A 'in FIG. 5 corresponds to FIG. 4. In the pixel structure of FIG. 5, gate wirings and gate electrodes are formed on another layer so that the gate wiring overlaps with the semiconductor film and has an additional function as a light-shielding film. The edge of the pixel electrode is positioned to overlap with the source wiring to shield the gap between the pixel electrodes from light. This structure eliminates the need to form a light shielding film (black matrix). As a result, the aperture ratio is improved compared to the prior art.

상술된 바와 같이, 본 발명은 게이트 전극과 오버랩되는 LDD를 갖는 n-채널 TFT 및 게이트 전극과 오버랩되지 않는 LDD를 갖는 n-채널 TFT를 똑같은 기판상에 형성하는 것을 가능하게 만든다. 두 타입의 TFT는 다른 동작 조건의 회로에 대응하여 분리 배열된다. 예를 들어, 한 TFT는 구동 회로 부분에 배열되고, 다른 TFT는 화소 부분에 배열된다. 이는 단일 드레인 구조를 갖는 p-채널 TFT에서 전제된다.As described above, the present invention makes it possible to form an n-channel TFT having an LDD overlapping with the gate electrode and an n-channel TFT having an LDD not overlapping with the gate electrode on the same substrate. The two types of TFTs are arranged separately in correspondence with circuits of different operating conditions. For example, one TFT is arranged in the driver circuit portion and the other TFT is arranged in the pixel portion. This is premised on the p-channel TFT having a single drain structure.

도 6은 액티브 매트릭스 기판의 회로 구조예를 도시하는 회로 블록도이다. 도 6에 도시된 기판은 TFT로 구성된 화소 부분(601), 데이터 신호선 구동 회로(602), 및 주사 신호선 구동 회로(606)를 갖는다.6 is a circuit block diagram illustrating an example of a circuit structure of an active matrix substrate. The substrate shown in Fig. 6 has a pixel portion 601 composed of TFTs, a data signal line driver circuit 602, and a scan signal line driver circuit 606.

데이터 신호선 구동 회로(602)는 쉬프트 레지스터(603), 래치(604, 605), 버퍼 회로, 및 다른 회로로 구성된다. 클럭 신호 및 시작 신호는 쉬프트 레지스터(603)에 입력된다. 디지털 데이터 신호 및 래치 신호는 래치에 입력된다. 주사 신호선 구동 회로(606)는 또한 쉬프트 레지스터, 버퍼 회로, 및 다른 회로로 구성된다. 화소 부분(601)은 임의의 수의 화소를 가질 수 있다. 디스플레이 디바이스가 XGA 레벨을 목표로 하면, 화소 부분은 1024 x 768 화소를 가져야 한다.The data signal line driver circuit 602 is composed of a shift register 603, latches 604, 605, buffer circuits, and other circuits. The clock signal and the start signal are input to the shift register 603. The digital data signal and the latch signal are input to the latch. The scan signal line driver circuit 606 also consists of a shift register, a buffer circuit, and other circuits. The pixel portion 601 can have any number of pixels. If the display device targets the XGA level, the pixel portion should have 1024 x 768 pixels.

액티브 매트릭스 기판은 액티브 매트릭스 구동의 디스플레이 디바이스를 제조하는데 사용될 수 있다. 본 실시예의 액티브 매트릭스 기판은 광반사 재료로 형성된 화소 전극을 가지므로, 반사 액정 디스플레이 디바이스를 만들 수 있다. 액정 디스플레이 디바이스 뿐만 아니라 유기체 발광 디바이스가 화소 부분에 사용되는 발광 디바이스가 액티브 매트릭스 기판으로 제조될 수 있다. 이 방법으로, 반사 디스플레이 디바이스용 액티브 매트릭스 기판이 구해진다.Active matrix substrates can be used to fabricate active matrix driven display devices. Since the active matrix substrate of this embodiment has a pixel electrode formed of a light reflecting material, a reflective liquid crystal display device can be made. As well as the liquid crystal display device, the light emitting device in which the organic light emitting device is used in the pixel portion can be manufactured from the active matrix substrate. In this way, an active matrix substrate for a reflective display device is obtained.

실시예 2Example 2

본 발명의 또 다른 실시예는 도 7a 내지 도 10을 참고로 설명된다. 본 실시예는 또한 화소 부분의 TFT 및 그 화소 부분 부근에 위치하는 구동 회로의 TFT(n-채널 TFT 및 p-채널 TFT)를 동일한 기판 상에 동시에 형성하는 방법에 대한 설명을 제공한다. 실시예 1에서의 기판, 절연막, 반도체막, 및 도전막에 대한 설명은 도 7a의 기판(301), 제 1 절연막(302, 303), 반도체막(304 내지 307), 제 2 절연막(308), 제 1 도전막(309), 및 제 2 도전막(310)에 적용된다.Another embodiment of the present invention is described with reference to FIGS. 7A to 10. This embodiment also provides a description of a method of simultaneously forming TFTs of a pixel portion and TFTs (n-channel TFT and p-channel TFT) of a driving circuit located near the pixel portion on the same substrate. The description of the substrate, the insulating film, the semiconductor film, and the conductive film in the first embodiment will be described with reference to the substrate 301, the first insulating films 302 and 303, the semiconductor films 304 to 307, and the second insulating film 308 of FIG. 7A. , First conductive film 309 and second conductive film 310.

도 7b에서는 마스크(311, 312)가 형성된다. 마스크(311)는 구동 회로 부분을 덮는 반면, 마스크(312)는 화소 부분을 덮는다. 화소 및 구동 회로를 덮는 마스크로, 제 1 에칭 처리가 실행되어 제 1 형상의 전극(313) 및 제 1 형상의 배선(314, 315)을 형성한다(전극은 제 1 도전막(313a)과 제 2 도전막(313b)으로 구성되고, 배선(314)은 제 1 도전막(314a)과 제 2 도전막(314b)으로 구성되고, 배선(315)은 제 1 도전막(315a)과 제 2 도전막(315b)으로 구성된다). 에칭 조건은 실시예 1의 제 1 에칭 처리와 동일하다. 다음에는, 반도체막(306, 307)이 제 1 농도의 n형 불순물 영역(316, 360)을 형성하도록 이온 도핑에 의해 제 1 도핑 처리에서 불순물인 인으로 도핑된다. 제 1 농도의 n형 불순물 영역은 각각 1 x 1017 내지 1 x 1019 atoms/cm3의 인 농도를 갖는다.In FIG. 7B, masks 311 and 312 are formed. The mask 311 covers the driving circuit portion, while the mask 312 covers the pixel portion. With a mask covering the pixel and the driving circuit, a first etching process is performed to form the first electrode 313 and the first wirings 314 and 315 (the electrodes are formed of the first conductive film 313a and the first electrode). 2 conductive film 313b, the wiring 314 is composed of the first conductive film 314a and the second conductive film 314b, and the wiring 315 is formed of the first conductive film 315a and the second conductive film. Film 315b). Etching conditions are the same as in the first etching treatment of the first embodiment. Next, the semiconductor films 306 and 307 are doped with phosphorus as an impurity in the first doping process by ion doping to form the n-type impurity regions 316 and 360 of the first concentration. The n-type impurity regions of the first concentration each have a phosphorus concentration of 1 × 10 17 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 .

마스크(311, 312)는 제거되고, 이어서 제 1 형상의 전극(313) 및 제 1 형상의 배선(314, 315)을 덮는 마스크(317)가 도 8a에 도시된 바와 같이 형성된다. 또한, 마스크(318 내지 320)는 제 2 에칭 처리를 통해 구동 회로 부분에 제 1 형상의 전극(321 내지 323)을 형성하도록 구동 회로 부분에 형성된다. 제 2 에칭 처리는 본 실시예의 제 1 에칭 처리 조건과 똑같은 조건으로 설정된다.The masks 311 and 312 are removed, and then a mask 317 covering the first shaped electrode 313 and the first shaped wirings 314 and 315 is formed as shown in FIG. 8A. In addition, the masks 318 to 320 are formed in the driving circuit portion to form the electrodes 321 to 323 of the first shape in the driving circuit portion through the second etching process. The second etching treatment is set to the same conditions as the first etching treatment conditions of this embodiment.

제 2 에칭 처리는 도 8b에 도시된 제 3 에칭 처리로 이어진다. 제 3 에칭 처리는 제 2 도전막으로 형성된 W 막을 선택적으로 에칭하기 위한 것이다. 그 결과, 제 1 도전막(324a 내지 326a)의 돌출부를 갖는 제 2 형상의 전극(324 내지 326)이 형성된다. 제 3 에칭 처리에서의 에칭 조건은 실시예 1의 제 2 에칭 처리에서의 에칭 조건과 똑같다.The second etching process is followed by the third etching process shown in Fig. 8B. The third etching treatment is for selectively etching the W film formed of the second conductive film. As a result, second-shaped electrodes 324 to 326 having protrusions of the first conductive films 324a to 326a are formed. The etching conditions in the third etching treatment are the same as the etching conditions in the second etching treatment of Example 1. FIG.

제 2 형상의 전극(324, 325)은 제 1 도전막(324a, 325a)과 제 2 도전막(324b, 325b) 사이의 막 두께 차이를 사용하여, 제 2 도핑 처리에서 마스크로 사용된다. 그 결과, 반도체막(304, 305)은 n형 불순물 영역을 형성하도록 인으로 도핑된다. 제 2 도핑 처리는 수소로 희석된 5% PH3를 사용하고, 선량을 1.6 x 1014 atoms/cm3으로 설정하고, 가속 전압을 100 keV로 설정한다. 이는 1회 도핑으로 제 2 농도의 n형 불순물 영역(330, 331) 및 제 3 농도의 n형 불순물 영역(327, 328)을 형성하는 것을 가능하게 만든다. 제 2 농도의 n형 불순물 영역(330, 331)은 제 1 형상의 전극과 오버랩되도록 위치하고, 제 1 도전막의 존재로 인하여 1 x 1016 내지 1 x 1017 atoms/cm3의 인 농도를 갖는다. 제 3 농도의 n형 불순물 영역(327, 328)은 제 2 형상의 전극들의 외부 영역에 형성되고, 1 x 1020 내지 1 x 1021 atoms/cm3의 인 농도를 갖는다. 제 3 농도의 n형 불순물 영역(329)은 반도체막(306)에 형성된다.The second shaped electrodes 324 and 325 are used as masks in the second doping process, using the film thickness difference between the first conductive films 324a and 325a and the second conductive films 324b and 325b. As a result, the semiconductor films 304 and 305 are doped with phosphorus to form n-type impurity regions. The second doping treatment uses 5% PH 3 diluted with hydrogen, sets the dose to 1.6 x 10 14 atoms / cm 3, and sets the acceleration voltage to 100 keV. This makes it possible to form the n-type impurity regions 330 and 331 of the second concentration and the n-type impurity regions 327 and 328 of the third concentration by one doping. The n-type impurity regions 330 and 331 of the second concentration are positioned to overlap the electrode of the first shape, and have a phosphorus concentration of 1 x 10 16 to 1 x 10 17 atoms / cm 3 due to the presence of the first conductive film. The n-type impurity regions 327 and 328 of the third concentration are formed in the outer regions of the electrodes of the second shape, and have a phosphorus concentration of 1 x 10 20 to 1 x 10 21 atoms / cm 3 . An n-type impurity region 329 having a third concentration is formed in the semiconductor film 306.

이후에, 제 3 도핑 처리를 통해 반도체막(304)을 붕소로 도핑하도록 마스크(332, 333)가 도 9a에 도시된 바와 같이 형성된다. 그 결과로 얻어진 불순물 영역은 제 4 농도의 p형 불순물 영역(335) 및 제 5 농도의 p형 불순물 영역(334)이다. 제 5 농도의 p형 불순물 영역(336)은 반도체막(307)에 형성된다.Thereafter, masks 332 and 333 are formed as shown in FIG. 9A to dope the semiconductor film 304 with boron through a third doping process. The resulting impurity regions are the p-type impurity region 335 at the fourth concentration and the p-type impurity region 334 at the fifth concentration. The p-type impurity region 336 of the fifth concentration is formed in the semiconductor film 307.

이어지는 단계는 실시예 1의 단계와 동일하다. 제 3 절연막(337)이 형성되고, 반도체막을 도핑하는데 사용된 불순물이 활성화된다. 이어서, 제 4 절연막(338)이 도 10에 도시된 바와 같이 형성되고, 반도체막을 수소화하도록 410℃로 열처리가 행해진다. 다음에는 제 5 절연막(339)이 유기체 절연 재료로 제 4 절연막(338)상에 형성된다. 이어서, 에칭 처리에 의해 접촉홀이 형성된다. 배선(340 내지 343), 화소 전극(345), 게이트선(346), 및 배선(344, 347)이 형성된다.The steps that follow are the same as those of Example 1. A third insulating film 337 is formed, and the impurities used to dope the semiconductor film are activated. Subsequently, a fourth insulating film 338 is formed as shown in FIG. 10, and heat treatment is performed at 410 ° C. to hydrogenate the semiconductor film. Next, a fifth insulating film 339 is formed on the fourth insulating film 338 with an organic insulating material. Subsequently, a contact hole is formed by an etching process. The wirings 340 to 343, the pixel electrode 345, the gate line 346, and the wirings 344 and 347 are formed.

그래서, p-채널 TFT(400)와 제 1의 n-채널 TFT(401)를 갖는 구동 회로(405) 및 제 2의 n-채널 TFT(403)와 캐패시터 부분(404)을 갖는 화소 부분(406)이 똑같은 기판상에 형성된다. 캐패시터 부분(404)은 반도체막(307), 제 2 절연막(361)의 일부, 및 제 1 형상의 캐패시턴스 배선(314)으로 구성된다.Thus, the pixel portion 406 having the driver circuit 405 having the p-channel TFT 400 and the first n-channel TFT 401 and the second n-channel TFT 403 and the capacitor portion 404. ) Is formed on the same substrate. The capacitor portion 404 is composed of a semiconductor film 307, a part of the second insulating film 361, and a capacitance wiring 314 having a first shape.

구동 회로(405)의 p-채널 TFT(400)는 채널 형성 영역(348), 게이트 전극으로 동작하는 제 2 전극(324)과 오버랩되도록 위치하는 다른 도전형의 제 4 농도의 불순물 영역(332), 및 제 2 전극(324) 외부에 위치하는 다른 도전형의 제 5 농도의 불순물 영역(333)을 갖는다.The p-channel TFT 400 of the driving circuit 405 is an impurity region 332 of a fourth conductivity type of another conductivity type positioned so as to overlap the channel forming region 348 and the second electrode 324 acting as a gate electrode. And an impurity region 333 of a fifth concentration of another conductivity type which is located outside the second electrode 324.

제 1의 n-채널 TFT(401)는 채널 형성 영역(349), 게이트 전극으로 동작하는 제 2 형상의 전극(325)과 오버랩되는 제 2 농도의 한 도전형의 불순물 영역(LDD 영역)(331), 및 소스 영역이나 드레인 영역으로 기능하는 제 3 농도의 한 도전형의 불순물 영역(328)을 갖는다. 채널 길이 방향에서의 LDD 길이는 0.5 내지 2.5㎛, 바람직하게 1.5㎛이다. 이 LDD 구조는 핫 캐리어 효과에 의해 주로 발생되는 TFT 저하를 방지하기 위한 것이다. n-채널 TFT 및 p-채널 TFT는 쉬프트 레지스터 회로, 버퍼 회로, 레벨 쉬프터 회로, 래치 회로 등을 형성하는데 사용된다. 제 1의 n-채널 TFT(401)의 구조는 핫 캐리어 효과에 의한 저하를 방지할 수 있기 때문에 구동 전압이 높은 버퍼 회로에 특히 적절한다.The first n-channel TFT 401 has a channel formation region 349 and an impurity region (LDD region) of one conductivity type at a second concentration overlapping with the second shape electrode 325 serving as a gate electrode. ) And an impurity region 328 of one conductivity type at a third concentration functioning as a source region or a drain region. The LDD length in the channel length direction is 0.5 to 2.5 mu m, preferably 1.5 mu m. This LDD structure is for preventing TFT deterioration mainly caused by the hot carrier effect. N-channel TFTs and p-channel TFTs are used to form shift register circuits, buffer circuits, level shifter circuits, latch circuits, and the like. The structure of the first n-channel TFT 401 is particularly suitable for a buffer circuit having a high driving voltage because it can prevent the degradation due to the hot carrier effect.

화소 부분(406)의 제 2의 n채널 TFT(403)는 채널 형성 영역(350), 게이트 전극으로 동작하는 제 1 형상의 전극(313) 외부에 형성되는 제 1 농도의 한 도전형의 불순물 영역(316), 및 소스 영역이나 드레인 영역으로 기능하는 제 3 농도의 한 도전형의 불순물 영역(329)을 갖는다. 다른 도전형의 제 5 농도의 불순물 영역(336)은 캐패시터 부분(404)의 전극들 중 하나로 기능하는 반도체막(307)에 형성된다.The second n-channel TFT 403 of the pixel portion 406 is an impurity region of one conductivity type at a first concentration formed outside the channel formation region 350 and the first shape electrode 313 acting as a gate electrode. 316 and an impurity region 329 of one conductivity type at a third concentration functioning as a source region or a drain region. An impurity region 336 of a fifth conductivity type of another conductivity type is formed in the semiconductor film 307 functioning as one of the electrodes of the capacitor portion 404.

상술된 바와 같이, 구동 회로 부분의 게이트 전극 및 화소 부분의 게이트 전극은 다른 LDD 구조를 갖는 TFT를 구하도록 본 실시예에서 서로 다르게 구성된다. 게이트 전극과 오버랩되는 LDD는 포토 마스크를 사용하지 않고 높은 정확도를 가지고 자기-정렬 방식으로 형성될 수 있다. 그래서, 반사 디스플레이 디바이스에 대한 액티브 매트릭스 기판이 구해진다.As described above, the gate electrode of the driving circuit portion and the gate electrode of the pixel portion are configured differently in this embodiment to obtain TFTs having different LDD structures. The LDD overlapping with the gate electrode can be formed in a self-aligned manner with high accuracy without using a photo mask. Thus, an active matrix substrate for the reflective display device is obtained.

실시예 3Example 3

본 실시예는 도 11a 및 도 11b를 참고로 투과 디스플레이 디바이스에 대한 액티브 매트릭스 기판의 구조를 설명한다. 도 11a 및 도 11b는 실시예 2에 형성된 액티브 매트릭스 기판에서 화소 부분(406)의 구조를 도시한다. 제 2의 n-채널 TFT(403) 및 캐패시터 부분(404)은 실시예 2에 따라 구해진다.This embodiment describes the structure of an active matrix substrate for a transmissive display device with reference to FIGS. 11A and 11B. 11A and 11B show the structure of the pixel portion 406 in the active matrix substrate formed in Embodiment 2. FIG. The second n-channel TFT 403 and capacitor portion 404 are obtained according to the second embodiment.

도 11a는 제 4 절연막(338) 및 제 5 절연막(339)이 형성된 이후에 형성된 접촉홀과 제 5 절연막(339)에서 소정의 형상으로 패턴화된 투명 전극(370)을 도시한다. 투명 도전막(370)은 100㎚의 두께이다. 투명 도전막을 형성하는데는 산화 인듐, 산화 주석, 또는 산화 아연, 또는 이들 산화물의 화합물이 사용될 수 있다. 투명 도전막(371)은 단자 부분에 형성된다.FIG. 11A illustrates a contact hole formed after the fourth insulating film 338 and the fifth insulating film 339 and the transparent electrode 370 patterned to a predetermined shape in the fifth insulating film 339. The transparent conductive film 370 is 100 nm thick. Indium oxide, tin oxide, zinc oxide, or a compound of these oxides can be used to form the transparent conductive film. The transparent conductive film 371 is formed in the terminal portion.

다음에는 도 11b에 도시된 바와 같이 투명 전극(370)에 연결된 전극(373, 374) 뿐만 아니라 게이트선(375) 및 연결 전극(372)이 형성된다. 전극(373, 374, 372) 및 선(375)은 100㎚ 두께의 티타늄막 및 300㎚ 두께의 알루미늄막으로 구성된 적층으로 형성된다. 액티브 매트릭스 기판은 투과 디스플레이 디바이스를 만들도록 상기와 같이 구성된다. 본 실시예의 구조는 실시예 1의 액티브 매트릭스 기판에 적용될 수 있다.Next, as shown in FIG. 11B, not only the electrodes 373 and 374 connected to the transparent electrode 370, but also the gate line 375 and the connecting electrode 372 are formed. The electrodes 373, 374, 372 and the line 375 are formed in a stack composed of a titanium film of 100 nm thickness and an aluminum film of 300 nm thickness. The active matrix substrate is configured as above to make a transmissive display device. The structure of this embodiment can be applied to the active matrix substrate of the first embodiment.

실시예 4Example 4

본 실시예는 실시예 3에서 얻어진 액티브 매트릭스 기판으로부터 액티브 매 트릭스 구동의 액정 디스플레이 디바이스를 제조하는 처리를 설명한다. 설명은 도 12를 참고로 주어진다.This embodiment describes a process of manufacturing an active matrix driving liquid crystal display device from the active matrix substrate obtained in Example 3. FIG. A description is given with reference to FIG. 12.

도 11b의 상태인 액티브 매트릭스 기판이 구해진 이후에, 액티브 매트릭스 기판에는 지향성막(oriented film)(383)이 형성되어 연마 처리(rubbing treatment)가 행해진다. 도면에 도시되지 않았지만, 지향성막(383) 이전에, 아크릴 수지막과 같은 유기체 수지막을 패턴화하여 원하는 위치에 원주형 스페이서(columnar spacer)가 형성될 수 있다. 스페이서는 기판들 사이에 거리를 유지하기 위한 것이다. 원주형 스페이서 대신에, 원형 스페이서가 기판의 전체 표면으로 주어질 수 있다.After the active matrix substrate in the state shown in Fig. 11B is obtained, an oriented film 383 is formed on the active matrix substrate, and rubbing treatment is performed. Although not shown in the drawings, a columnar spacer may be formed at a desired position by patterning an organic resin film such as an acrylic resin film before the directional film 383. The spacer is for maintaining the distance between the substrates. Instead of columnar spacers, circular spacers may be given over the entire surface of the substrate.

다음에는, 대향 기판(380)에 대향 전극(381)이 형성되고, 전극에는 지향성막(382)이 형성되어 연마 처리가 행해진다. 대향 전극(381)은 ITO로 형성된다. 이어서, 대향 기판은 화소 부분 및 구동 회로가 형성된 액티브 매트릭스 기판에 봉합제(sealing agent)(도시되지 않은)를 사용하여 결합된다. 봉합제는 그에 혼합된 충전재를 갖고, 충전재는 스페이스와 함께 결합되어 있는 동안 두 기판 사이에 거리를 유지한다. 그 다음 기판 사이에는 액정 재료(385)가 주입되고, 기판을 완전히 봉합하는데는 종료-봉합제가 사용된다. 재료(385)로는 공지된 액정 재료가 사용될 수 있다.Next, a counter electrode 381 is formed on the counter substrate 380, a directional film 382 is formed on the electrode, and polishing is performed. The counter electrode 381 is formed of ITO. The opposing substrate is then bonded using a sealing agent (not shown) to the active matrix substrate on which the pixel portion and the driving circuit are formed. The encapsulant has a filler mixed therein, and the filler maintains a distance between the two substrates while being bonded with the space. Liquid crystal material 385 is then injected between the substrates, and an end-sealing agent is used to fully seal the substrate. As the material 385, a known liquid crystal material can be used.

그래서, 도 12에 도시된 액티브 매트릭스 구동 액정 디스플레이 디바이스가 완성된다. 여기서 도시된 예에서는 실시예 3에서 제조되는 투과 액티브 매트릭스 기판이 사용되지만, 실시예 1 또는 2에서 제조되는 반사 액티브 매트릭스 기판이 또한 액정 디스플레이 디바이스를 만들 수 있다.Thus, the active matrix drive liquid crystal display device shown in FIG. 12 is completed. In the example shown here, the transmissive active matrix substrate prepared in Example 3 is used, but the reflective active matrix substrate prepared in Examples 1 or 2 can also make a liquid crystal display device.

실시예 5Example 5

도 13은 본 발명이 적용되는 액티브 매트릭스 구동 방법의 발광 디바이스에서 화소 부분의 구조예를 도시한다. 화소 부분(450)의 n-채널 TFT(203) 및 p-채널 TFT(200)는 실시예 1의 처리에 따라 제조된다. 제 5 절연막(501)의 표면은 질소 또는 불활성 기체를 사용하는 플라스마 처리에 의해 조밀해진다. 전형적으로, 아르곤 플라스마 처리가 사용되고, 조밀성은 주로 탄소를 포함하는 매우 얇은 막을 표면에 형성함으로서 이루어진다. 이어서, 배선을 형성하도록 접촉홀이 형성된다. 배선으로는 티타늄, 알루미늄 등이 사용된다.Fig. 13 shows a structural example of a pixel portion in a light emitting device of an active matrix driving method to which the present invention is applied. The n-channel TFT 203 and the p-channel TFT 200 of the pixel portion 450 are manufactured according to the processing of the first embodiment. The surface of the fifth insulating film 501 is densified by plasma treatment using nitrogen or an inert gas. Typically, argon plasma treatment is used and the compactness is achieved by forming a very thin film mainly on the surface, which contains carbon. Then, contact holes are formed to form wiring. Titanium, aluminum, etc. are used as wiring.

화소 부분(450)에서, 데이터선(502)은 n-채널 TFT(203)의 소스측에 연결되고, 드레인측의 배선(503)은 n-채널 TFT(203)의 게이트 전극에 연결된다. p-채널 TFT(200)의 소스측은 전력 공급 배선(505)에 연결되는 반면, 드레인측의 전극(504)은 발광 소자(451)의 애노드에 연결된다.In the pixel portion 450, the data line 502 is connected to the source side of the n-channel TFT 203, and the wiring 503 on the drain side is connected to the gate electrode of the n-channel TFT 203. The source side of the p-channel TFT 200 is connected to the power supply wiring 505 while the electrode 504 on the drain side is connected to the anode of the light emitting element 451.

본 실시예에서의 발광 디바이스는 매트릭스를 형성하도록 배열된 유기체 발광 디바이스를 갖는다. 유기체 발광 디바이스(451)는 애노드, 캐소드, 및 애노드와 캐소드 사이에 형성된 유기체 화합물층으로 구성된다. 애노드(506)는 배선이 형성된 이후에 ITO로부터 형성된다. 유기체 화합물층은 더 높은 홀 이동성을 갖는 홀 운송 재료, 더 높은 전자 이동성을 갖는 전자 운송 재료, 발광 재료, 및 다른 것들의 조합을 포함한다. 이들 재료들은 층으로 형성되거나 하나로 혼합된다.The light emitting device in this embodiment has an organic light emitting device arranged to form a matrix. The organic light emitting device 451 is comprised of an anode, a cathode, and an organic compound layer formed between the anode and the cathode. The anode 506 is formed from ITO after the wiring is formed. The organic compound layer includes a hole transport material with higher hole mobility, an electron transport material with higher electron mobility, a light emitting material, and a combination of others. These materials are formed in layers or mixed into one.

유기체 화합물 재료는 전부 약 100㎚의 박막을 만든다. 따라서, 애노드을 형성하기 위한 ITO 막의 표면은 잘 레벨화되어야 한다. 표면이 최악으로 나쁘게 레벨화되어 있으면, 이는 유기체 화합물층에 형성된 캐소드와 단락 회로를 일으킬 수 있다. 단락 회로는 다른 측정에 의해, 즉 1 내지 5㎚ 두께의 절연층(508)을 형성함으로서 방지될 수 있다. 절연층(508)은 폴리이미드(polyimide), 폴리이미데아미드(polyimideamide), 폴리아미드(polyamide), 아크릴(acrylic) 등으로 형성된다.The organic compound materials all make thin films of about 100 nm. Therefore, the surface of the ITO film for forming the anode should be well leveled. If the surface is worst badly leveled, this may cause a short circuit with the cathode formed in the organic compound layer. The short circuit can be prevented by other measurements, ie by forming an insulating layer 508 1-5 nm thick. The insulating layer 508 is formed of polyimide, polyimideamide, polyamide, acrylic, or the like.

캐소드(510)는 MgAg 또는 LiF와 같은 알칼리 금속으로 형성되거나 알칼리 지토류 금속(earth metal)으로 형성된다. 유기체 화합물층(509)의 구조에 대한 상세한 내용은 자유롭게 설정될 수 있다.The cathode 510 is formed of an alkali metal such as MgAg or LiF or an alkaline earth metal. Details of the structure of the organic compound layer 509 may be freely set.

유기체 화합물층(509) 및 캐소드(510)는 습식 처리(화학적 에칭, 세척, 또는 유사한 다른 처리)를 받아들일 수 없다. 그러므로, 애노드(506) 경계에 있는 유기체 절연막(501)에는 분할벽층(partition wall layer)(507)이 광감지 수지 재료로 형성된다. 애노드(506)의 에지는 분할벽층(507)으로 덮여진다. 특히, 음의 레지스트가 적용되고, 1 내지 2㎛ 두께의 분할벽층(507)을 제공하도록 가열된다. 대안적으로, 분할벽층은 광감지 아크릴 또는 광감지 폴리이미드로 형성된다.The organic compound layer 509 and cathode 510 may not accept wet treatment (chemical etching, cleaning, or similar other treatment). Therefore, a partition wall layer 507 is formed of the photosensitive resin material in the organic insulating film 501 at the boundary of the anode 506. The edge of the anode 506 is covered with the partition wall layer 507. In particular, a negative resist is applied and heated to provide a partition wall layer 507 1 to 2 μm thick. Alternatively, the dividing wall layer is formed of photosensitive acrylic or photosensitive polyimide.

캐소드(510)에는 작업 기능이 적은 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 또는 칼슘(Ca)을 포함하는 재료가 사용된다. 바람직하게, 전극은 MgAg(Mg : Ag = 10 : 1의 비율로 Mg와 Ag를 혼합하여 구해진 재료)로 형성된다. 캐소드(510)로 사용 가능한 다른 전극들의 예로는 MgAgAl 전극, LiAl 전극, 및 LiFAl 전극이 포함된다. 캐소드에서, 질화실리콘막 또는 DLC 막인 절연막(511)은 2 내지 30㎚, 바람직하게 5 내지 10㎚의 두께를 갖도록 형성된다. DLC 막은 플라스마 CVD에 의해 형성될 수 있고, 100℃ 이하에서 형성될 때에도 분할벽층(507)의 에지를 잘 덮을 수 있다. DLC 막의 내부 응력은 적은 양의 아르곤을 혼합하여 완화될 수 있으므로, 그 막이 보호막으로 동작하도록 허용한다. DLC 막은 산소뿐만 아니라 CO, CO2, 및 H2O에 대해서도 뛰어난 기체 장벽이므로, 장벽막으로 사용되는 절연막(51)에 적절하다.As the cathode 510, a material containing magnesium (Mg), lithium (Li), or calcium (Ca) having a low work function is used. Preferably, the electrode is formed of MgAg (a material obtained by mixing Mg and Ag in a ratio of Mg: Ag: 10: 1). Examples of other electrodes usable as cathode 510 include MgAgAl electrodes, LiAl electrodes, and LiFAl electrodes. In the cathode, the insulating film 511, which is a silicon nitride film or DLC film, is formed to have a thickness of 2 to 30 nm, preferably 5 to 10 nm. The DLC film may be formed by plasma CVD and may well cover the edge of the partition wall layer 507 even when formed at 100 ° C. or lower. The internal stress of the DLC film can be relaxed by mixing a small amount of argon, thus allowing the film to act as a protective film. The DLC film is an excellent gas barrier not only for oxygen but also for CO, CO 2 , and H 2 O, and thus is suitable for the insulating film 51 used as the barrier film.

도 13에서, 스위칭에 사용되는 n-채널 TFT(203)는 다중-게이트 구조를 갖는 반면, 전류 제어에 사용되는 p-채널 TFT(200)는 게이트 전극과 오버랩되는 LDD를 갖는다. 본 발명은 똑같은 처리에 의해 다른 LDD 구조의 TFT를 형성할 수 있다. 도 13에 도시된 예는 본 발명을 발광 디바이스에 바람직하게 적용한 것이고, 여기서는 다른 LDD 구조를 갖는 TFT가 화소 부분에 형성되어 다른 기능을 담당한다(스위칭을 위해 낮은 OFF 전류를 갖는 n-채널 TFT(203) 및 전류 제어를 위해 핫 캐리어 주입에 강한 p-채널 TFT(200)). 그 결과, 뛰어난 영상 디스플레이 기능을 갖춘 매우 확실한 발광 디바이스(다시 말하면, 고성능 발광 디바이스)가 구해질 수 있다.In Fig. 13, the n-channel TFT 203 used for switching has a multi-gate structure, while the p-channel TFT 200 used for current control has an LDD overlapping with the gate electrode. The present invention can form TFTs of different LDD structures by the same process. In the example shown in Fig. 13, the present invention is preferably applied to a light emitting device, in which TFTs having different LDD structures are formed in the pixel portion to serve different functions (n-channel TFTs having a low OFF current for switching) 203) and p-channel TFT 200 resistant to hot carrier injection for current control. As a result, a very reliable light emitting device (that is, a high performance light emitting device) having an excellent image display function can be obtained.

도 14는 상술된 화소 부분(450)과 구동 회로 부분(460)을 갖는 발광 디바이스의 구조를 도시하는 도면이다. 화소 부분(450)에 형성된 절연막(511)에는 유기체 수지(511)가 주어져 절연막과 기판(512) 사이의 공간을 채워준다. 그래서, 디바이스가 봉합된다. 에지 부근에 봉합 부재를 제공함으로서 밀폐성을 증진시키면, 더 개선된다. FPC(flexible printed circuit)은 단자 부분(453)에 부착된다.FIG. 14 is a diagram showing the structure of a light emitting device having the pixel portion 450 and the driving circuit portion 460 described above. The organic resin 511 is provided to the insulating film 511 formed in the pixel portion 450 to fill the space between the insulating film and the substrate 512. Thus, the device is sealed. Enhancing the sealability by providing a sealing member near the edge further improves. A flexible printed circuit (FPC) is attached to the terminal portion 453.

이제는 도 15의 투시도가 본 실시예의 액티브 매트릭스 자기-발광 디바이스의 구조를 설명하는데 사용된다. 본 실시예의 액티브 매트릭스 구동 발광 디바이스는 유리 기판(601)상에 화소 부분(602), 신호선 구동 회로(603), 및 데이터선 구동 회로(604)를 갖는다. 화소 부분의 스위칭 TFT(605)는 n-채널 TFT이고, 게이트 배선(606)과 소스 배선(607)의 교차점에 놓인다. 게이트 배선은 게이트측 구동 회로(603)에 연결되고, 소스 배선은 소스측 구동 회로(604)에 연결된다. 스위칭 TFT(605)의 드레인 영역은 전류 제어 TFT(608)의 게이트에 연결된다.The perspective view of FIG. 15 is now used to describe the structure of the active matrix self-emissive device of this embodiment. The active matrix drive light emitting device of this embodiment has a pixel portion 602, a signal line drive circuit 603, and a data line drive circuit 604 on a glass substrate 601. The switching TFT 605 of the pixel portion is an n-channel TFT and is placed at the intersection of the gate wiring 606 and the source wiring 607. The gate wiring is connected to the gate side driving circuit 603 and the source wiring is connected to the source side driving circuit 604. The drain region of the switching TFT 605 is connected to the gate of the current control TFT 608.

전류 제어 TFT(608)의 데이터선측은 전력 공급선(609)에 연결된다. 본 실시예의 구조에서는 전력 공급선(609)에 접지 전위(ground electric potential)(접지 전위(earth electric potential))가 주어진다. 전류 제어 TFT(608)의 드레인 영역은 유기체 발광 디바이스(610)에 연결된다. 유기체 발광 디바이스(610)의 캐소드에는 소정의 전압(본 실시예에서는 10 내지 12 V)이 인가된다.The data line side of the current control TFT 608 is connected to the power supply line 609. In the structure of this embodiment, a ground electric potential (earth electric potential) is given to the power supply line 609. The drain region of the current control TFT 608 is connected to the organic light emitting device 610. A predetermined voltage (10 to 12 V in this embodiment) is applied to the cathode of the organic light emitting device 610.

외부 입력/출력 단자로 동작하는 FPC(611)에는 구동 회로에 신호를 전달하기 위한 입력/출력 배선(연결 배선)(612, 613) 및 전력 공급선(609)에 연결된 입력/출력 배선(614)이 제공된다. 상술된 바와 같이, TFT 및 유기체 발광 디바이스는 발광 디바이스의 화소 부분을 구성하도록 조합된다.The FPC 611, which operates as an external input / output terminal, includes input / output wiring (connecting wiring) 612 and 613 for transmitting signals to the driving circuit and input / output wiring 614 connected to the power supply line 609. Is provided. As described above, the TFT and the organic light emitting device are combined to constitute a pixel portion of the light emitting device.

실시예 6Example 6

도 16a 내지 도 16e를 참고로, 실시예 1 또는 2에서 사용되는 반도체막을 형성하는 예가 설명된다. 도 16a 내지 도 16e에서 설명되는 방법은 비결정질 구조를 갖는 반도체막의 전체 표면이 결정화를 위해 촉매 기능을 갖는 금속 원소로 도핑된 이후에 게터링(gettering)이 행해지는 것을 포함한다.16A to 16E, an example of forming the semiconductor film used in the first or second embodiments will be described. The method described in FIGS. 16A-16E includes gettering after the entire surface of the semiconductor film having an amorphous structure is doped with a metal element having a catalytic function for crystallization.

도 16a에서, 기판(701)은, 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게 바륨 붕규산 유리, 알루미노 붕규산 유리, 또는 수정으로 형성된다. 제 1 절연막은 기판(701)의 표면에 형성된다. 제 1 절연막은 50㎚의 두께로 플라스마 CVD에 의해 SiH4, NH3, 및 N2O로 형성된 제 1 질산화실리콘막(702)과 100㎚의 두께로 플라스마 CVD에 의해 SiH4 및 N2O로 형성된 제 2 질산화실리콘막(703)으로 구성된다. 제 1 절연막은 유리 기판에 포함된 알칼리 금속이 반도체막으로 확산되어 그에 형성되는 것을 방지하도록 제공된다. 수정이 기판을 형성하는데 사용되면, 제 1 절연막은 생략될 수 있다.In FIG. 16A, the substrate 701 is preferably, but not limited to, barium borosilicate glass, alumino borosilicate glass, or quartz. The first insulating film is formed on the surface of the substrate 701. The first insulating film was formed of SiH 4 , NH 3 , and N 2 O by plasma CVD at a thickness of 50 nm and SiH 4 and N 2 O by plasma CVD at a thickness of 100 nm. And a second silicon oxynitride film 703 formed. The first insulating film is provided to prevent the alkali metal contained in the glass substrate from being diffused into and formed on the semiconductor film. If quartz is used to form the substrate, the first insulating film can be omitted.

실리콘을 주로 포함하는 반도체 물질은 비결정질 구조를 갖고 제 1 절연막에 형성된 반도체막(704)으로 사용된다. 전형적으로, 반도체막(704)은 플라스마 CVD, 감소된 압력 CVD, 또는 스퍼터링에 의해 10 내지 100㎚의 두께로 형성된 비결정질 실리콘막 또는 비결정질 실리콘 게르마늄막이다. 만족스러운 질의 결정을 구하기 위해, 비결정질 구조를 갖는 반도체막(704)에 포함된 산소 및 질소와 같은 불순물 농도는 5 x 1018 atoms/cm3 이하로 감소되어야 한다. 이들 불순물은 비결정질 반도체의 결정화를 방해하고, 결정화 이후, 트랩(trap) 중심 및 재조합 중심의 밀도를 증가시킨다. 그러므로, 경면 처리(mirror finish)(필드 연마 처리) 반응 챔버 및 무오일(oil-free) 진공 배기 시스템을 갖춘 울트라 진공 CVD 장치를 사용할 뿐만 아니라 고순도의 재료 기체를 사용하는 것이 바람직하다.A semiconductor material mainly containing silicon is used as the semiconductor film 704 having an amorphous structure and formed in the first insulating film. Typically, the semiconductor film 704 is an amorphous silicon film or an amorphous silicon germanium film formed to a thickness of 10 to 100 nm by plasma CVD, reduced pressure CVD, or sputtering. In order to obtain satisfactory quality crystals, impurity concentrations such as oxygen and nitrogen contained in the semiconductor film 704 having an amorphous structure should be reduced to 5 x 10 18 atoms / cm 3 or less. These impurities interfere with the crystallization of the amorphous semiconductor and, after crystallization, increase the density of trap centers and recombination centers. Therefore, it is desirable to use ultra-pure CVD apparatuses equipped with a mirror finish (field polishing treatment) reaction chamber and an oil-free vacuum exhaust system, as well as to use high purity material gases.

이어서, 비결정질 구조를 갖는 반도체막(704)의 표면은 결정화를 가속화하는 촉매 효과를 갖는 금속 원소로 도핑된다. 반도체막의 결정화를 가속하는 촉매 효과를 갖는 금속 원소의 예로는 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 구리(Cu), 및 금(Au)이 포함된다. 상기로부터 선택된 하나 이상의 종류의 금속 원소가 사용될 수 있다. 전형적으로, 니켈이 선택되고, 무게로 1 내지 100 ppm의 니켈을 포함하는 니켈 아세테이트 용액이 스피너(spinner)로 인가되어 촉매-포함층(705)을 형성한다. 용액이 잘 인가되도록 확실히 하기 위해, 비결정질 구조를 갖는 반도체막(704)에는 표면 처리가 실행된다. 표면 처리는 오존을 포함하는 수용액으로부터 매우 얇은 산화막을 형성하고, 불소산과 과산화수소 수용액의 혼합으로 산화막을 에칭하여 깨끗한 표면을 형성하고, 또한 오존을 포함하는 용액으로부터 다시 매우 얇은 산화막을 형성하는 것을 포함한다. 실리콘막과 같은 반도체막의 표면이 본래 물에 약하므로, 니켈 아세테이트 용액이 이 방법으로 산화막을 형성함으로서 균일하게 인가될 수 있다.Next, the surface of the semiconductor film 704 having an amorphous structure is doped with a metal element having a catalytic effect of accelerating crystallization. Examples of metal elements having a catalytic effect of accelerating crystallization of the semiconductor film include iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), Iridium (Ir), platinum (Pt), copper (Cu), and gold (Au). One or more kinds of metal elements selected from above may be used. Typically, nickel is selected and a nickel acetate solution comprising 1-100 ppm nickel by weight is applied to the spinner to form the catalyst-containing layer 705. In order to ensure that the solution is well applied, surface treatment is performed on the semiconductor film 704 having an amorphous structure. Surface treatment includes forming a very thin oxide film from an aqueous solution containing ozone, etching the oxide film with a mixture of hydrofluoric acid and aqueous hydrogen peroxide solution to form a clean surface, and again forming a very thin oxide film from a solution containing ozone. . Since the surface of a semiconductor film such as a silicon film is inherently weak in water, a nickel acetate solution can be uniformly applied by forming an oxide film in this manner.

촉매-포함층(705)을 형성하는 방법은 이에 제한되지 않고, 스퍼터링, 증발, 플라스마 처리 등이 대신 사용될 수 있다. 촉매-포함층(705)은 비결정질 구조를 갖는 반도체막(704) 이전에 형성될 수 있다. 다시 말하면, 제 1 절연막에 형성될 수 있다.The method of forming the catalyst-containing layer 705 is not limited thereto, and sputtering, evaporation, plasma treatment, or the like may be used instead. The catalyst-containing layer 705 may be formed before the semiconductor film 704 having an amorphous structure. In other words, it may be formed on the first insulating film.

비결정질 구조를 갖는 반도체막(704)을 촉매-포함층(705)과 접촉하여 유지하면서, 결정화를 위한 열처리가 실행된다. 전기 용광로를 사용한 용광로 어닐링, 또는 할로겐 램프, 할로겐화 금속 램프, 크세논 아크(xenon arc) 램프, 탄소 아크 램프, 고압 나트륨(sodium) 램프, 고압 수은 램프 등을 사용하는 고속 열적 어닐링(이후 RTA(rapid thermal annealing)이라 칭하여지는)이 열처리에 사용된다. 생산성을 고려하여, RTA가 유리하다.While maintaining the semiconductor film 704 having an amorphous structure in contact with the catalyst-containing layer 705, heat treatment for crystallization is performed. Furnace annealing using an electric furnace, or high speed thermal annealing (hereinafter rapid thermal) using halogen lamps, metal halide lamps, xenon arc lamps, carbon arc lamps, high pressure sodium lamps, high pressure mercury lamps, etc. annealing) is used for the heat treatment. In view of productivity, RTA is advantageous.

RTA가 선택되면, 가열을 위한 램프 광원은 1 내지 60초 동안, 바람직하게 30 내지 60초 동안 켜지고, 1 내지 10회, 바람직하게 2 내지 6회 반복된다. 램프 광원으로부터 방사된 빛의 강도는 반도체막이 순간적으로 600 내지 1000℃, 바람직하게 650 내지 750℃에 이르도록 가열되는 한, 임의로 설정될 수 있다. 온도가 그 높이에 이를 때, 반도체막은 순간적으로 가열되고 기판(700)은 변형되지 않는다. 그래서, 비결정질 구조를 갖는 반도체막은 도 16b에 도시된 결정 구조를 갖는 반도체막(706)을 구하도록 결정화된다. 이러한 처리에 의한 결정화는 촉매-포함층이 제공될 때에만 이루어진다.If RTA is selected, the lamp light source for heating is turned on for 1 to 60 seconds, preferably for 30 to 60 seconds, and repeated 1 to 10 times, preferably 2 to 6 times. The intensity of the light emitted from the lamp light source can be arbitrarily set as long as the semiconductor film is heated to reach 600 to 1000 ° C, preferably 650 to 750 ° C. When the temperature reaches its height, the semiconductor film is heated instantaneously and the substrate 700 is not deformed. Thus, the semiconductor film having the amorphous structure is crystallized to obtain the semiconductor film 706 having the crystal structure shown in Fig. 16B. Crystallization by this treatment takes place only when a catalyst-containing layer is provided.

용광로 어닐링이 대신 사용되면, 500℃의 열처리가 1시간 동안 실행되어, 결정화를 위한 열처리 이전에 비결정질 구조를 갖는 반도체막(704)에 포함된 수소가 방출된다. 이어서, 기판은 반도체막을 결정화하도록 4시간 동안 550 내지 600℃, 바람직하게 580℃의 질소 대기에서 전기 용광로의 열처리를 수신한다. 그래서, 결정 구조를 갖는 도 16b에 도시된 바와 같은 반도체막(706)이 형성된다.If furnace annealing is used instead, heat treatment at 500 ° C. is performed for 1 hour, so that hydrogen contained in the semiconductor film 704 having an amorphous structure is released before the heat treatment for crystallization. Subsequently, the substrate receives heat treatment of the electric furnace in a nitrogen atmosphere at 550 to 600 ° C., preferably 580 ° C., for 4 hours to crystallize the semiconductor film. Thus, a semiconductor film 706 as shown in Fig. 16B having a crystal structure is formed.

결정화 비율(막의 전체 부피에 대한 결정 성분의 비율)을 높이고 결정 입자에 남아있는 결함을 보안하기 위해 결정 구조를 갖는 반도체막(706)에 레이저광을 조사하는 것이 효과적이다. 사용가능한 레이저광의 예는 400㎚ 이하의 파장을 갖는 엑사이머 레이저광 및 YAG 레이저의 제 2 또는 제 3 고조파를 포함한다. 임의 의 경우에는, 10 내지 1000㎐의 반복 주파수를 갖는 펄스 레이저광이 사용되고, 90 내지 95%의 오버랩 비율로 결정 구조를 갖는 반도체막(706)을 조사하도록 광학 시스템에 의해 100 내지 400 mJ/cm2의 빔으로 모아진다.It is effective to irradiate the laser light to the semiconductor film 706 having the crystal structure in order to increase the crystallization ratio (the ratio of the crystal component to the total volume of the film) and to protect the defects remaining in the crystal grains. Examples of laser light that can be used include excimer laser light having a wavelength of 400 nm or less and second or third harmonics of YAG laser. In any case, pulsed laser light having a repetition frequency of 10 to 1000 kHz is used, and 100 to 400 mJ / cm by the optical system to irradiate the semiconductor film 706 having the crystal structure at an overlap ratio of 90 to 95%. Are collected in two beams.

이와 같이 구해진 결정 구조의 반도체막(706)은 나머지 촉매 원소(여기서는 니켈)를 갖는다. 비록 막에서 촉매 원소가 균일하게 분포되지 않더라도, 그 농도는 평균적으로 1 x 1019 atoms/cm3 이상이다. 촉매 원소가 남아있는 반도체막은 TFT 및 다른 반도체 소자를 형성할 수 있지만, 다음 방법에 따라 게터링에 의해 나머지 촉매 원소를 제거하는 것이 바람직하다.The semiconductor film 706 having the crystal structure obtained as described above has the remaining catalytic element (here, nickel). Although the catalyst elements are not evenly distributed in the membrane, the concentration is on average 1 x 10 19 atoms / cm 3 or more. The semiconductor film in which the catalytic element remains can form a TFT and other semiconductor elements, but it is preferable to remove the remaining catalytic element by gettering according to the following method.

먼저, 도 16c에 도시된 바와 같이 결정 구조를 갖는 반도체막(706)의 표면에 얇은 장벽층(707)이 형성된다. 장벽층의 두께는 특정하게 제한되지 않는다. 장벽층을 구하는 간단한 방법은 오존 수용액으로 표면을 처리하여 화학적 산화물을 형성하는 것이다. 화학적 산화물은 또한 과산화수소 수용액이 황산, 염화수소산, 또는 질산과 혼합된 수용액으로 처리될 때 형성될 수 있다. 다른 사용 가능한 방법은 산화 대기에서의 플라스마 처리 및 산소를 포함하는 대기에서 UV 조사를 통해 발생된 오존에 의한 산화 처리를 포함한다. 대안적으로, 200 내지 350℃에 이를 때까지 청정 오븐에서 가열하여 형성된 얇은 산화막이 장벽층으로 사용될 수 있다. 1 내지 5㎚의 두께로 플라스마 CVD, 스퍼터링, 또는 증착(evaporation)에 의해 형성된 산화막이 또한 장벽층으로 사용될 수 있다.First, as shown in FIG. 16C, a thin barrier layer 707 is formed on the surface of a semiconductor film 706 having a crystal structure. The thickness of the barrier layer is not particularly limited. A simple way to obtain the barrier layer is to treat the surface with an aqueous ozone solution to form chemical oxides. Chemical oxides can also be formed when the aqueous hydrogen peroxide solution is treated with an aqueous solution mixed with sulfuric acid, hydrochloric acid, or nitric acid. Other available methods include plasma treatment in an oxidizing atmosphere and oxidation treatment with ozone generated through UV irradiation in an atmosphere containing oxygen. Alternatively, a thin oxide film formed by heating in a clean oven until 200 to 350 ° C. may be used as the barrier layer. An oxide film formed by plasma CVD, sputtering, or evaporation to a thickness of 1 to 5 nm may also be used as the barrier layer.

장벽층에서, 반도체막(708)은 25 내지 250㎚의 두께를 갖도록 형성된다. 반 도체막(708)은 전형적으로 아르곤을 사용하는 스퍼터링에 의해 형성된 0.01 내지 20 atomic %의 아르곤을 포함하는 비결정질 실리콘막이다. 추후 제거될 반도체막(708)은 바람직하게 에칭에서 결정 구조를 갖는 반도체막(706)에 대한 선택적인 비율을 증가시키기 위해 저밀도막이다. 비결정질 실리콘막이 희기체 원소로 도핑되어 그에 희기체 원소를 가지고 있을 때, 게터링 사이트가 구해진다.In the barrier layer, the semiconductor film 708 is formed to have a thickness of 25 to 250 nm. The semiconductor film 708 is an amorphous silicon film typically containing 0.01 to 20 atomic% argon formed by sputtering using argon. The semiconductor film 708 to be removed later is preferably a low density film in order to increase the selective ratio with respect to the semiconductor film 706 having a crystal structure in etching. When an amorphous silicon film is doped with a rare gas element and has a rare gas element therein, a gettering site is obtained.

헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 및 크세논(Xe)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 종류의 원소는 희기체 원소로 사용된다. 본 발명은 희기체 원소가 이온 소스로 사용되어 게터링 사이트를 형성하고, 희기체 원소가 이온 도핑 또는 이온 주입에 의해 반도체막으로 주입되는 것을 특징으로 한다. 희기체 원소의 이온을 주입하는데는 2가지 이유가 있다. 한가지는 반도체막이 왜곡되도록 주입에 의해 댕글링 본드(dangling bond)를 형성하는 것이다. 다른 하나는 격자 셀에 이온을 주입하여 왜곡시키는 것이다. 2가지 목적은 모두 불활성 기체의 이온을 주입하여 실행된다. 특히, 후자는 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 또는 크세논(Xe)과 같이 실리콘 보다 원자 반지름이 큰 원소가 사용될 때 현재하게 잘 이루어진다.One or more kinds of elements selected from the group consisting of helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), and xenon (Xe) are used as rare gas elements. The present invention is characterized in that a rare gas element is used as an ion source to form a gettering site, and the rare gas element is injected into the semiconductor film by ion doping or ion implantation. There are two reasons for implanting ions of rare gas elements. One is to form a dangling bond by implantation so that the semiconductor film is distorted. The other is to distort by implanting ions into the lattice cells. Both objectives are accomplished by implanting ions of inert gas. In particular, the latter works well now when an element with a larger atomic radius than silicon is used, such as argon (Ar), krypton (Kr), or xenon (Xe).

게터링이 철저하게 실행되는 것을 확실히 하기 위해, 이 지점에서는 열처리가 필요하다. 열처리는 용광로 어닐링 또는 RTA에 의해 이루어진다. 용광로 어닐링이 선택되면, 열처리는 0.5 내지 12시간 동안 450 내지 600℃의 질소 대기에서 실행된다. RTA가 선택되면, 가열을 위한 램프 광원이 1 내지 60초, 바람직하게 30 내지 60초 켜지고, 1 내지 10회, 바람직하게 2 내지 6회 반복된다. 램프 광원으로 부터 방사되는 빛의 강도는 반도체막이 순간적으로 600 내지 1000℃, 바람직하게 700 내지 750℃에 이르도록 가열되는 한, 임의적으로 설정될 수 있다.To ensure that gettering is carried out thoroughly, heat treatment is required at this point. The heat treatment is done by furnace annealing or RTA. If furnace annealing is selected, the heat treatment is carried out in a nitrogen atmosphere at 450-600 ° C. for 0.5-12 hours. If RTA is selected, the lamp light source for heating is turned on for 1 to 60 seconds, preferably 30 to 60 seconds, and repeated 1 to 10 times, preferably 2 to 6 times. The intensity of light emitted from the lamp light source can be arbitrarily set as long as the semiconductor film is heated to reach 600 to 1000 ° C, preferably 700 to 750 ° C.

게터링 동안, 게터링 영역(트랩 사이트)내의 촉매 원소는 열에너지에 의해 방출되고, 확산을 통해 게터링 사이트로 이동된다. 따라서, 게터링은 더 높은 온도에서 더 짧은 시간 주기로 처리 온도 및 게터링 처리에 의존한다. 도 16e에서, 촉매 원소가 게터링 동안 이동하는 거리는 반도체막의 두께와 거의 같으므로, 본 발명의 게터링은 비교적 짧은 시간 주기내에 완료된다.During gettering, the catalytic elements in the gettering region (trap site) are released by thermal energy and are transferred to the gettering site through diffusion. Thus, gettering relies on processing temperature and gettering processing at higher temperatures at shorter time periods. In Fig. 16E, the distance traveled by the catalytic element during gettering is approximately equal to the thickness of the semiconductor film, so that the gettering of the present invention is completed within a relatively short time period.

이러한 열처리는 1 x 1020 atoms/cm3 이상의 농도로 희기체 원소를 포함하는 반도체막(708)을 결정화하지 않는다. 이는 희기체가 상기 처리 온도 범위에서 재충전되지 않고 나머지 원소가 반도체막의 결정화를 방해하기 때문에 가정된다.This heat treatment does not crystallize the semiconductor film 708 containing the rare gas element at a concentration of 1 × 10 20 atoms / cm 3 or more. This is assumed because the rare gas is not recharged in the above processing temperature range and the remaining elements interfere with the crystallization of the semiconductor film.

게터링 단계가 종료된 이후에, 비결정질 반도체막(708)은 선택적인 에칭에 의해 제거된다. 사용되는 에칭 방법은 플라스마를 사용하지 않는 ClF3에 의한 건식 에칭, 또는(CH3)4NOH(tetraethyl ammonium hydroxide)를 포함하는 수용액과 같은 알칼리 용액 또는 히드라진(hydrazine)을 사용하는 습식 에칭이 될 수 있다. 장벽층(707)은 이 지점에서 에칭 중단기(stopper)로 동작한다. 이후에, 장벽층(707)은 불소산을 사용하여 제거된다.After the gettering step is finished, the amorphous semiconductor film 708 is removed by selective etching. Etching methods used may be dry etching with ClF 3 without plasma, or wet etching with hydrazine or alkaline solutions such as aqueous solutions containing (CH 3 ) 4 NOH (tetraethyl ammonium hydroxide). have. Barrier layer 707 acts as an etch stopper at this point. Thereafter, the barrier layer 707 is removed using hydrofluoric acid.

이 방법으로, 촉매 원소의 농도가 1 x 1017 atoms/cm3 이하로 감소된 결정 구조를 갖는 반도체막(710)이 도 16e에 도시된 바와 같이 구해진다. 이와 같이 형성 된 결정 구조의 반도체막(710)은 촉매 원소의 효과로 인해 얇은 막대형 결정 또는 얇고 평평한 막대형 결정의 형태이다. 거시적으로, 각 결정은 특정한 지향성을 가지고 성장된다. 결정 구조를 갖도록 본 실시예에 따라 형성된 반도체막(710)은 실시예 1 또는 2의 반도체막에 적용될 수 있다.In this way, a semiconductor film 710 having a crystal structure in which the concentration of the catalytic element is reduced to 1 x 10 17 atoms / cm 3 or less is obtained as shown in Fig. 16E. The semiconductor film 710 having the crystal structure thus formed is in the form of a thin rod crystal or a thin and flat rod crystal due to the effect of the catalytic element. Macroscopically, each crystal grows with a specific orientation. The semiconductor film 710 formed according to the present embodiment to have a crystal structure may be applied to the semiconductor film of Example 1 or 2.

실시예 7Example 7

도 17a 내지 도 17c를 참고로, 결정 구조를 갖는 실시예 8의 반도체막(706)에 남아있는 촉매 원소를 게터링하는 또 다른 방법이 설명된다. 150㎚의 두께로 결정 구조를 갖는 반도체막(706)에는 마스크로 산화실리콘막이 형성된다. 레지스트 마스크(712)가 형성된 이후에, 산화실리콘막은 에칭되어 마스크 절연막(711)을 구한다. 이어서, 희기체 원소, 희기체 원소와 인, 또는 인은 게터링 사이트(713)를 형성하도록 이온 도핑에 의해 결정 구조를 갖는 반도체막(706)으로 주입된다.17A to 17C, another method for gettering the catalytic element remaining in the semiconductor film 706 of Example 8 having a crystal structure will be described. A silicon oxide film is formed as a mask in the semiconductor film 706 having a crystal structure with a thickness of 150 nm. After the resist mask 712 is formed, the silicon oxide film is etched to obtain a mask insulating film 711. Subsequently, the rare gas element, the rare gas element and phosphorus, or phosphorus are implanted into the semiconductor film 706 having a crystal structure by ion doping to form the gettering site 713.

이어서, 도 17b에 도시된 바와 같이, 용광로 어닐링에 의해 0.5 내지 12시간 동안 450 내지 600℃의 질소 대기에서 열처리가 실행된다. 이 열처리를 통해, 결정 구조를 갖는 반도체막(706)에 남아있는 촉매 원소는 게터링 사이트(713)로 이동되고, 거기서 모아진다.Then, as shown in Fig. 17B, heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere of 450 to 600 DEG C for 0.5 to 12 hours by furnace annealing. Through this heat treatment, the catalytic element remaining in the semiconductor film 706 having the crystal structure is moved to the gettering site 713, where it is collected.

마스크 절연막(711) 및 게터링 사이트는 이어서 결정 구조를 갖는 반도체막(710)을 구하도록 에칭에 의해 제거된다. 결정 구조를 갖도록 본 실시예에 따라 형성된 반도체막(710)은 실시예 1 또는 2의 반도체막에 인가될 수 있다.The mask insulating film 711 and the gettering site are then removed by etching to obtain a semiconductor film 710 having a crystal structure. The semiconductor film 710 formed according to the present embodiment to have a crystal structure may be applied to the semiconductor film of Example 1 or 2.

실시예 8Example 8

실시예 6의 기판(710)에 형성된 제 1 절연막으로 1 내지 10㎚ 두께의 질화실 리콘막이 사용될 수 있다. 그 막은 제 1 절연막(720)이라 칭하여진다. 도 29에서는, 제 1 절연막(720)이 사용되고, 실시예 6에 따라 형성된 결정 구조를 갖는 반도체막(706), 장벽층(707), 반도체막(708), 및 희기체 원소로 도핑된 반도체막(709)이 적층되어 게터링을 위한 열처리를 수신한다. 니켈과 같은 촉매 원소는 산소 부근에서 또는 산소에 의해 본래 둘러싸인다. 따라서, 제 1 절연막으로 질화실리콘막을 사용하는 것은 결정 구조를 갖는 반도체막(706)으로부터 반도체막(708), 또는 희기체 원소로 도핑된 반도체막(709)으로의 촉매 원소 이동을 용이하게 한다.As the first insulating film formed on the substrate 710 of the sixth embodiment, a silicon nitride film having a thickness of 1 to 10 nm may be used. The film is called the first insulating film 720. In Fig. 29, a first insulating film 720 is used, and a semiconductor film 706, a barrier layer 707, a semiconductor film 708, and a semiconductor film doped with a rare gas element having a crystal structure formed in accordance with the sixth embodiment. 709 is stacked to receive a heat treatment for gettering. Catalyst elements such as nickel are inherently surrounded by or surrounded by oxygen. Therefore, using the silicon nitride film as the first insulating film facilitates the movement of the catalytic element from the semiconductor film 706 having the crystal structure to the semiconductor film 708 or the semiconductor film 709 doped with the rare gas element.

실시예 9Example 9

액정 텔레비전 수상기가 일반화되고 화면 크기가 더 커짐에 따라, 데이터선 및 게이트선에서의 배선 지연 문제점이 더 이상 무시할 수 없게 되었다. 예를 들어, 실시예 1에 도시된 화소 구조는 한편으로 더 높은 개구 비율(aperture ratio)을 제공할 수 있지만, 다른 한편으로는 데이터선 및 게이트 전극을 형성하는데 똑같은 물질이 사용되므로 화면 크기가 증가될 때 배선 지연의 문제점을 다룰 필요가 있다.As liquid crystal television receivers have become more common and screen sizes have become larger, the wiring delay problem in data lines and gate lines can no longer be ignored. For example, the pixel structure shown in Embodiment 1 can provide a higher aperture ratio on the one hand, but on the other hand the screen size increases because the same material is used to form the data lines and gate electrodes. There is a need to address the problem of wiring delays.

디스플레이 디바이스가 VGA 레벨의 화소 밀도를 가질 때는, 480 게이트 배선 및 640 소스 배선이 있고, XGA 레벨의 경우에서는, 768 게이트 배선 및 1024 소스 배선이 있다. 디스플레이 영역의 화면 크기에 대해, 13 인치 디스플레이는 대각선 길이가 340 mm로 측정되지만, 이는 18 인치 디스플레이에 대해 460 mm이다. 본 실시예는 지연 문제점을 해결하고 이러한 디스플레이 디바이스에서 배선에 요구되는 면적을 최소로 줄이는 방법을 제공한다.When the display device has a pixel density of VGA level, there are 480 gate wiring and 640 source wiring, and in the case of XGA level, there are 768 gate wiring and 1024 source wiring. For the screen size of the display area, a 13 inch display measures 340 mm diagonally, but this is 460 mm for an 18 inch display. This embodiment provides a method of solving the delay problem and minimizing the area required for wiring in such a display device.

본 실시예의 TFT 게이트 전극은 실시예 모드 1 또는 실시예 1에서와 같이 적어도 2가지 타입의 도전막의 적층으로 형성된다. Al 및 Cu가 저저항 재료로 바람직하고, 또한 높은 도전성을 갖는다. 그러나, Al 및 Cu는 열 및 부식에 대해 약하여 어느 정도 극복되어야 한다.The TFT gate electrode of this embodiment is formed by stacking at least two types of conductive films as in Embodiment Mode 1 or Embodiment 1. Al and Cu are preferred as low resistance materials, and also have high conductivity. However, Al and Cu are weak against heat and corrosion and must be overcome to some extent.

특히, 대응책으로는 게이트 절연막과 접촉하는 제 1 도전막으로 질화탄탈 및 질화티타늄과 같은 질산금속 재료 또는 Mo 및 W와 같이 높은 녹는점을 갖는 재료를 사용하고, Al 및 Cu의 확산을 저지하기 위한 장벽으로 동작할 수 있는 재료를 사용하는 것이 포함된다. 제 2 도전막은 Al 또는 Cu로 형성되고, 제 3 도전막은 Ti 또는 W를 사용하여 형성된다. 이는 도전막에 형성되는 배선과의 접촉 저항을 낮추고, 비교적 쉽게 산화되는 Al 또는 Cu를 보호하기 위한 것이다.In particular, a countermeasure is to use a metal nitrate material such as tantalum nitride and titanium nitride or a material having a high melting point such as Mo and W as a first conductive film in contact with the gate insulating film, and to prevent diffusion of Al and Cu. It includes the use of materials that can act as a barrier. The second conductive film is formed of Al or Cu, and the third conductive film is formed using Ti or W. This is to lower the contact resistance with the wiring formed on the conductive film and to protect Al or Cu which is easily oxidized.

도 18은 게이트 전극, 데이터선, 및 캐패시턴스선을 형성하기 위해 W 막이 제 1 도전막으로 사용되고, Al 막이 제 2 도전막으로 사용되고, Ti 막이 제 3 도전막으로 사용되는 예를 도시한다. 구동 회로 부분(205) 및 화소 부분(206)은 실시예 1에 따라 구성된다.18 shows an example in which a W film is used as a first conductive film, an Al film is used as a second conductive film, and a Ti film is used as a third conductive film to form a gate electrode, a data line, and a capacitance line. The driving circuit portion 205 and the pixel portion 206 are constructed according to the first embodiment.

제 1 에칭 처리에서, ICP 에칭 장치가 사용되면, BCl3, Cl2, 및 O2가 에칭 기체로 사용되고, 그 흐름 비율은 65 : 10 : 5로 설정되고, 압력은 1.2 Pa로 설정된다. 고주파수 전력은 실질적으로 음의 값으로 바이어스되도록 기판측에 인가된다. 이러한 조건하에서, Al 막이 에칭되고, 에칭 기체는 CF4, Cl2, 및 O2로 변하여(흐름 비율은 25 : 25 : 10으로 설정) W 막을 에칭한다.In the first etching treatment, when an ICP etching apparatus is used, BCl 3 , Cl 2 , and O 2 are used as etching gases, the flow ratio is set to 65:10:10, and the pressure is set to 1.2 Pa. High frequency power is applied to the substrate side to be biased to a substantially negative value. Under these conditions, the Al film is etched and the etching gas changes to CF 4 , Cl 2 , and O 2 (flow ratio is set to 25:25:10) to etch the W film.

제 2 에칭 처리에서는 BCl3 및 Cl2가 에칭 기체로 사용되고, 흐름 비율이 20 : 60으로 설정되고, 또한 실질적으로 음의 값으로 바이어스되도록 기판측에 고주파수 전력이 인가된다. 그 결과, Al 막과 Ti 막은 선택적으로 에칭되어, 도 18에 도시된 제 2 형상의 전극(127 내지 129) 및 제 2 형상의 배선(130 내지 132)을 형성한다(전극 및 배선은 제 1 도전막(127e 내지 132e), 제 2 도전막(127f 내지 132 f), 및 제 3 도전막(127g 내지 132g)으로 형성된다).In the second etching treatment, BCl 3 and Cl 2 are used as the etching gas, the high frequency power is applied to the substrate side such that the flow ratio is set to 20:60 and biased to a substantially negative value. As a result, the Al film and the Ti film are selectively etched to form the second shaped electrodes 127 to 129 and the second shaped wirings 130 to 132 shown in FIG. 18 (the electrodes and the wiring are first conductive). Films 127e to 132e, second conductive films 127f to 132f, and third conductive films 127g to 132g).

도 18에서, 배선 저항은 Al로부터 데이터선(131) 및 게이트선을 형성함으로서 충분히 낮아진다. 따라서, 기판은 4 인치 이상의 화소 부분(화면 크기)을 갖는 디스플레이 디바이스에 적용될 수 있다. 한편, 실시예 5에 도시된 발광 디바이스의 전력 공급선과 같이 배선의 전류 밀도를 상승시키고 싶으면, Cu가 배선에 적절하다. Cu 배선은 Al 배선 보다 전기 이동에 대해 더 높은 저항을 갖는 것을 특징으로 한다.In Fig. 18, the wiring resistance is sufficiently low by forming the data line 131 and the gate line from Al. Thus, the substrate can be applied to display devices having a pixel portion (screen size) of 4 inches or more. On the other hand, if the current density of the wiring is to be increased as in the power supply line of the light emitting device shown in Example 5, Cu is suitable for the wiring. Cu wiring is characterized by having a higher resistance to electrical movement than Al wiring.

실시예 10Example 10

실시예 1 또는 2에 도시된 제 1의 n-채널 TFT는 주기율표에서 그룹 15에 속하는 원소(바람직하게, 인) 또는 그룹 13 원소(바람직하게, 붕소)로 채널 형성 영역으로 동작하는 반도체막을 도핑함으로서 증진형(enhancement type) TFT 또는 저하형(depression type) TFT가 될 수 있다. n-채널 TFT가 NMOS 회로를 구성하도록 조합될 때, 2개의 증진형 TFT의 조합은 EEMOS 회로를 제공하고, 증진형 TFT 및 저하형 TFT의 조합은 EDMOS 회로를 제공한다.The first n-channel TFT shown in Examples 1 or 2 is doped with a semiconductor film acting as a channel forming region with an element (preferably phosphorus) or a group 13 element (preferably boron) belonging to group 15 in the periodic table. It may be an enhancement type TFT or a depression type TFT. When the n-channel TFTs are combined to constitute an NMOS circuit, the combination of the two enhancement TFTs provides the EEMOS circuit, and the combination of the enhancement TFT and the degradation TFT provides the EDMOS circuit.

EEMOS 회로의 예는 도 19a에 도시되고, EDMOS 회로의 예는 도 19b에 도시된다. 도 19a에서, (31, 32)는 모두 증진형 n-채널 TFT(이후 E NTFT라 칭하여지는)를 나타낸다. 도 19b에서, (33)은 E NTFT를 나타내고, (34)는 저하형 n-채널 TFT(이후 D NTFT라 칭하여지는)를 나타낸다. 도 19a 및 도 19b에서, VDH는 양의 전압이 인가되는 전력 공급선(양의 전력 공급선)을 나타내고, VDL은 음의 전압이 인가되는 전력 공급선(음의 전력 공급선)을 나타낸다. 음의 전력 공급선은 접지 전위의 전력 공급선(접지 전력 공급선)이 될 수 있다.An example of an EEMOS circuit is shown in FIG. 19A, and an example of an EDMOS circuit is shown in FIG. 19B. In Fig. 19A, (31, 32) both represent an enhanced n-channel TFT (hereinafter referred to as E NTFT). In Fig. 19B, reference numeral 33 denotes an E NTFT, and reference numeral 34 denotes a degradable n-channel TFT (hereinafter referred to as D NTFT). 19A and 19B, VDH represents a power supply line (positive power supply line) to which a positive voltage is applied, and VDL represents a power supply line (negative power supply line) to which a negative voltage is applied. The negative power supply line may be a power supply line (ground power supply line) of ground potential.

도 20a 및 도 20b는 도 19a에 도시된 EEMOS 회로로부터, 또는 도 19b에 도시된 EDMOS 회로로부터 제조되는 쉬프트 레지스터의 예를 도시한다. 도 20a 및 도 20b에서, (40, 41)은 플립-플롭(flip-flop) 회로를 나타낸다. (42, 43)은 E NTFT를 나타낸다. E NTFT(42)의 게이트는 클럭 신호(CL)를 수신하고, E NTFT(43)의 게이트는 반전 극성의 클럭 신호(CL-)를 수신한다. 인버터는 (44)로 나타내지고, 도 20b에 도시된 바와 같이, 도 19a에 도시된 EEMOS 회로 또는 도 19b에 도시된 EDMOS 회로를 사용한다. 따라서, 액정 디스플레이 디바이스의 구동 회로에서 모든 TFT에 n-채널 TFT를 사용하는 것이 가능하다.20A and 20B show examples of shift registers manufactured from the EEMOS circuit shown in FIG. 19A or from the EDMOS circuit shown in FIG. 19B. 20A and 20B, 40 and 41 represent flip-flop circuits. (42, 43) represents E NTFT. The gate of the E NTFT 42 receives the clock signal CL, and the gate of the E NTFT 43 receives the clock signal CL having an inverted polarity. The inverter is represented by 44 and uses the EEMOS circuit shown in FIG. 19A or the EDMOS circuit shown in FIG. 19B, as shown in FIG. 20B. Thus, it is possible to use n-channel TFTs for all the TFTs in the driving circuit of the liquid crystal display device.

실시예 11Example 11

본 실시예는 액티브 매트릭스 구동의 디스플레이 디바이스에 대한 회로 구조의 예를 제공한다. 본 실시예에서는 특히 소스측 구동 회로 및 게이트측 구동 회로가 모두 실시예 10의 E형 NTFT로 구성되는 예를 설명한다. 그 설명은 도 21 내 지 도 23을 참고로 주어진다. 본 실시예는 쉬프트 레지스터 대신에 n-채널 TFT로 구성된 디코더를 사용한다.This embodiment provides an example of a circuit structure for an active matrix drive display device. In the present embodiment, an example in which both the source side driving circuit and the gate side driving circuit are both composed of the E-type NTFT of the tenth embodiment will be described. The description is given with reference to FIGS. 21 through 23. This embodiment uses a decoder composed of n-channel TFTs instead of a shift register.

도 24는 게이트측 구동 회로의 예를 도시한다. 도 25에서, 참고 기호(1000)은 게이트측 구동 회로의 디코더를 나타내고, (1001)은 게이트측 구동 회로의 버퍼 유닛을 나타낸다. 버퍼 유닛은 다수의 버퍼(버퍼 증폭기)가 집적되는 부분을 칭한다. 버퍼는 다운스트림(downstream)에서 업스트림(upstream)으로 영향을 주지 않고 구동되는 회로이다.Fig. 24 shows an example of the gate side driving circuit. In Fig. 25, reference numeral 1000 denotes a decoder of the gate side driver circuit, and 1001 denotes a buffer unit of the gate side driver circuit. The buffer unit refers to a portion in which a plurality of buffers (buffer amplifiers) are integrated. A buffer is a circuit that is driven without affecting downstream from upstream.

먼저, 게이트측 디코더(1000)가 설명된다. 디코더(1000)의 입력 신호선(선택선이라 칭하여지는)은 (1002)로 나타내진다. 선(1002) 중에서, 여기서는 선 A1, A-1(A1의 극성을 반전시켜 구해진 신호), A2, A-2(A2의 극성을 반전시켜 구해진 신호), ..., An, A-n(An의 극성을 반전시켜 구해진 신호)이 도시된다. 간단하게, 2n 선택선이 배열된다. 선택선의 수는 게이트측 구동 회로로부터 출력된 게이트 배선의 열수에 의해 결정된다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스가 VGA 레벨 디스플레이를 할 수 있는 화소 부분을 가지면, 게이트 배선의 수는 480이므로, 9 비트(n = 9)에 대응하는 선택선, 즉 합하여 18개 선택선이 요구된다. 선택선(1002)은 도 22의 타이밍도에 도시된 신호를 전달한다. 도 22에 도시된 바와 같이, A1의 주파수가 1로 주어질 때, A2의 주파수는 그의 2-1배이고, A3의 주파수는 그의 2-2배이고, 또한 An의 주파수는 그의 2-(n-1)배이다.First, the gate side decoder 1000 is described. An input signal line (referred to as a selection line) of the decoder 1000 is represented by 1002. Among lines 1002, here, lines A1, A - 1 (signals obtained by inverting the polarity of A1), A2, A - 2 (signals obtained by inverting the polarity of A2), ..., An, A - n ( Signal obtained by inverting the polarity of An) is shown. For simplicity, 2n selection lines are arranged. The number of selection lines is determined by the number of columns of gate wirings output from the gate side driver circuit. For example, if the display device has a pixel portion capable of VGA level display, since the number of gate wirings is 480, a selection line corresponding to 9 bits (n = 9), that is, 18 selection lines in total are required. Select line 1002 transfers the signal shown in the timing diagram of FIG. As shown in Figure 22, when a frequency of A1 is given by 1, a frequency of A2 is His times 2-1, the frequency of A3 is his 2-2 times, and a frequency of An is His 2 - (n-1) It is a ship.

참고 기호(1003a)는 제 1 스테이지 NAND 회로(또한, NAND 셀이라 칭하여지는)를 나타내고, (1003b)는 제 2 스테이지 NAND 회로를 나타내고, 또한 (1003c)는 제 n 스테이지 NAND 회로를 나타낸다. 요구되는 NAND 회로의 수는 게이트 배선의 수에 대응하고, 여기서는 n개의 NAND 회로가 필요하다. 간략하게, 본 발명의 디코더(1000)는 다수의 NAND 회로로 구성된다.Reference symbol 1003a denotes a first stage NAND circuit (also referred to as a NAND cell), 1003b denotes a second stage NAND circuit, and 1003c denotes an nth stage NAND circuit. The number of NAND circuits required corresponds to the number of gate wirings, and n NAND circuits are required here. Briefly, the decoder 1000 of the present invention is composed of a plurality of NAND circuits.

각 NAND 회로(1003a 내지 1003c)는 n-채널 TFT(1004 내지 1009)의 조합을 갖는다. 실제로, 각 NAND 회로(1003)에는 2n개 TFT가 사용된다. n-채널 TFT(1004 내지 1009)는 각각 선택선(1002)(A1, A-1, A2, A-2, ..., An, A-n) 중 하나에 연결된 게이트를 갖는다.Each NAND circuit 1003a to 1003c has a combination of n-channel TFTs 1004 to 1009. In practice, 2n TFTs are used for each NAND circuit 1003. The n-channel TFTs 1004 to 1009 each have a gate connected to one of the selection lines 1002 (A1, A - 1, A2, A - 2, ..., An, A - n).

NAND 회로(1003a)에서, 선 A1, A2, ..., An(이들 선은 양의 선택선이라 칭하여진다) 중 하나에 연결된 게이트를 각각 갖는 n-채널 TFT(1004 내지 1006)는 서로 병렬로 연결되고, 공통 소스인 음의 전력 공급선(VDL)(1010) 및 공통 드레인인 출력선(1011)에 연결된다. 선 A-1, A-2, ..., A-n(이들 선은 음의 선택선이라 칭하여지는) 중 하나에 연결된 게이트를 각각 갖는 n-채널 TFT(1007 내지 1009)는 서로 직렬로 연결되고, 회로의 끝부분에 위치하는 n-채널 TFT(1009)는 양의 전력 공급선(VDH)(1012)에 연결된 소스를 갖는 반면, 회로의 다른 끝부분에 위치하는 n-채널 TFT(1007)는 출력선(1011)에 연결된 드레인을 갖는다.In the NAND circuit 1003a, the n-channel TFTs 1004 to 1006 each having a gate connected to one of the lines A1, A2, ..., An (these lines are called positive select lines) are in parallel with each other. And a negative power supply line (V DL ) 1010 that is a common source and an output line 1011 that is a common drain. N-channel TFTs 1007 to 1009 each having a gate connected to one of lines A - 1, A - 2, ..., A - n (these lines are called negative select lines) are connected in series with each other N-channel TFT 1009 located at the end of the circuit has a source connected to the positive power supply line (V DH ) 1012, while n-channel TFT 1007 located at the other end of the circuit. Has a drain connected to the output line 1011.

상술된 바와 같이, 본 발명의 각 NAND 회로는 직렬로 연결된 n개의 n-채널 TFT와 병렬로 연결된 n개의 n-채널 TFT를 포함한다. 그러나, n-채널 TFT와 선택선의 조합은 n개의 NAND 회로(1003a 내지 1003c)에서 회로에 따라 다르다. 다시 말하면, 단 하나의 출력선(1011)만이 한번에 선택되고, 선택선(1002)은 끝에서 시작되어 하나씩 출력선(1011)을 선택하는 신호를 수신한다.As described above, each NAND circuit of the present invention includes n n-channel TFTs connected in parallel with n n-channel TFTs connected in series. However, the combination of the n-channel TFT and the select line varies depending on the circuit in the n NAND circuits 1003a to 1003c. In other words, only one output line 1011 is selected at a time, and the selection line 1002 receives a signal starting at the end and selecting the output lines 1011 one by one.

버퍼 유닛(1001)은 NAND 회로(1003a 내지 1003c)에 따라 각각 다수의 버퍼(1013a 내지 1013c)로 구성된다. 버퍼(1013a 내지 1013c)는 똑같은 방법으로 모두 구성될 수 있다.The buffer unit 1001 is composed of a plurality of buffers 1013a to 1013c, respectively, in accordance with the NAND circuits 1003a to 1003c. The buffers 1013a to 1013c may all be configured in the same way.

각 버퍼(1013a 내지 1013c)는 n-채널 TFT(1014 내지 1016)로 구성된다. 디코더로부터의 출력선(1011)은 n-채널 TFT(1014)(제 1의 n-채널 TFT)의 게이트로 입력된다. n-채널 TFT(1014)는 소스로 양의 전력 공급선(VDH)(1017)을 사용하고, 드레인으로 화소 부분에 이르는 게이트 배선(1018)을 사용한다. n-채널 TFT(1015)(제 2의 n-채널 TFT)는 게이트로 양의 전력 공급선(VDH)(1017)을 사용하고, 소스로 음의 전력 공급선(VDL)(1019)을 사용하고, 또한 드레인으로 항상 ON 상태로 유지되는 게이트 배선(1018)을 사용한다.Each buffer 1013a to 1013c is composed of n-channel TFTs 1014 to 1016. The output line 1011 from the decoder is input to the gate of the n-channel TFT 1014 (first n-channel TFT). The n-channel TFT 1014 uses a positive power supply line (V DH ) 1017 as a source, and uses a gate wiring 1018 that reaches the pixel portion as a drain. The n-channel TFT 1015 (second n-channel TFT) uses a positive power supply line (V DH ) 1017 as a gate and a negative power supply line (V DL ) 1019 as a source. In addition, the gate wiring 1018 which always remains ON as a drain is used.

다시 말하면, 본 발명의 각 버퍼(1013a 내지 1013c)는 제 1의 n-채널 TFT(n-채널 TFT(1014)), 및 제 1의 n-채널 TFT와 직렬로 연결되고 제 1의 n-채널 TFT의 드레인을 게이트로 사용하는 제 2의 n-채널 TFT(n-채널 TFT(1015))를 갖는다.In other words, each buffer 1013a to 1013c of the present invention is connected in series with a first n-channel TFT (n-channel TFT 1014), and a first n-channel TFT, and is connected in series with the first n-channel TFT. A second n-channel TFT (n-channel TFT 1015) using the drain of the TFT as a gate is provided.

n-채널 TFT(1016)(제 3의 n-채널 TFT)는 게이트로 리셋 신호선(Reset)을 사용하고, 소스로 음의 전력 공급선(VDL)(1019)을 사용하고, 또한 드레인으로 게이트 배선(1018)을 사용한다. 음의 전력선(VDL)(1019)은 접지 전력선(GND)이 될 수 있다.The n-channel TFT 1016 (third n-channel TFT) uses a reset signal line (Reset) as a gate, a negative power supply line (V DL ) 1019 as a source, and a gate wiring as a drain. (1018) is used. The negative power line V DL 1019 may be a ground power line GND.

n-채널 TFT(1015)(W1)의 채널폭과 n-채널 TFT(1014)(W2)의 채널폭은 관계 W1 < W2를 만족시킨다. 채널폭은 채널 길이에 수직인 방향으로 채널 형성 영역의 길이를 칭한다.The channel width of the n-channel TFT 1015 (W1) and the channel width of the n-channel TFT 1014 (W2) satisfy the relationship W1 <W2. The channel width refers to the length of the channel formation region in a direction perpendicular to the channel length.

버퍼(1013a)는 다음과 같이 동작한다. 먼저, 음의 전압이 출력선(1011)에 인가되는 동안, n-채널 TFT(1014)는 OFF 상태(채널이 확립되지 않은 상태)에 있다. 한편, n-채널 TFT(1015)는 항상 ON 상태(채널이 확립되는 상태)에 있으므로, 음의 전력 공급선(1019)의 전압이 게이트 배선(1018)에 인가된다.The buffer 1013a operates as follows. First, while a negative voltage is applied to the output line 1011, the n-channel TFT 1014 is in the OFF state (the channel is not established). On the other hand, since the n-channel TFT 1015 is always in the ON state (the state in which the channel is established), the voltage of the negative power supply line 1019 is applied to the gate wiring 1018.

양의 전압이 출력선(1011)에 인가될 때, n-채널 TFT(1014)는 ON 상태로 된다. 이때, 게이트 배선(1018)의 전위는 n-채널 TFT(1014)의 채널폭이 n-채널 TFT(1015)의 채널폭 보다 더 크기 때문에 n-채널 TFT(1014)측의 출력에 의해 영향을 받는다. 그 결과, 양의 전력 공급선(1017)의 전압이 게이트 배선(1018)에 인가된다. 그래서, 게이트 배선(1018)은 양의 전압이 출력선(1011)에 인가될 때 양의 전압(화소의 스위칭 소자로 사용되는 n-채널 TFT를 ON 시키는 전압)을 출력한다. 한편, 출력선(1011)에 음의 전압이 인가될 때, 게이트 배선(1018)은 항상 음의 전압(화소의 스위칭 소자로 사용되는 n-채널 TFT를 OFF 시키는 전압)을 출력한다.When a positive voltage is applied to the output line 1011, the n-channel TFT 1014 is turned on. At this time, the potential of the gate wiring 1018 is affected by the output of the n-channel TFT 1014 side because the channel width of the n-channel TFT 1014 is larger than the channel width of the n-channel TFT 1015. . As a result, the voltage of the positive power supply line 1017 is applied to the gate wiring 1018. Thus, the gate wiring 1018 outputs a positive voltage (a voltage for turning on the n-channel TFT used as the switching element of the pixel) when a positive voltage is applied to the output line 1011. On the other hand, when a negative voltage is applied to the output line 1011, the gate wiring 1018 always outputs a negative voltage (a voltage for turning off the n-channel TFT used as the switching element of the pixel).

n-채널 TFT(1016)는 게이트 배선(1018)에 인가되는 양의 전압을 강제로 음의 전압으로 낮추기 위한 리셋 스위치로 사용된다. 특히, n-채널 TFT(1016)는 음의 전압이 게이트 배선(1018)에 인가되도록 게이트 배선(1018)의 선택 주기가 종료될 때 리셋 신호를 입력한다. 그러나, n-채널 TFT(1016)는 생략될 수 있다.The n-channel TFT 1016 is used as a reset switch for forcibly lowering the positive voltage applied to the gate wiring 1018 to a negative voltage. In particular, the n-channel TFT 1016 inputs a reset signal when the selection period of the gate wiring 1018 ends so that a negative voltage is applied to the gate wiring 1018. However, the n-channel TFT 1016 can be omitted.

상기와 같이 동작하는 게이트측 구동 회로는 게이트 배선을 하나씩 선택한다. 다음에는, 소스측 구동 회로의 구조가 도 26에 도시된다. 도 26에 도시된 소스측 구동 회로는 디코더(1021), 래치(1022), 및 버퍼 유닛(1023)을 포함한다. 디코더(1021) 및 버퍼 유닛(1023)의 구조는 게이트측 구동 회로의 디코더 및 버퍼 유닛과 똑같으므로, 여기서는 그 설명이 생략된다.The gate side driving circuit operating as described above selects the gate wirings one by one. Next, the structure of the source side driving circuit is shown in FIG. The source side driving circuit shown in FIG. 26 includes a decoder 1021, a latch 1022, and a buffer unit 1023. Since the structures of the decoder 1021 and the buffer unit 1023 are the same as those of the decoder and the buffer unit of the gate side driving circuit, the description thereof is omitted here.

도 23의 소스측 구동 회로의 경우, 래치(1022)는 제 1 스테이지 래치(1024) 및 제 2 스테이지 래치(1025)로 구성된다. 제 1 스테이지 래치(1024) 및 제 2 스테이지 래치(1025)는 각각 m개의 n-채널 TFT(1026a 내지 1026c)로 구성된 다수의 기본 유닛(1027)을 갖는다. 디코더(1021)로부터의 출력선(1028)은 각 기본 유닛(1027)을 구성하는 m개의 n-채널 TFT(1026a 내지 1026c)의 게이트에 입력된다. 기호 m은 임의의 정수를 나타낸다.In the case of the source side driving circuit of FIG. 23, the latch 1022 is composed of a first stage latch 1024 and a second stage latch 1025. The first stage latch 1024 and the second stage latch 1025 each have a plurality of basic units 1027 composed of m n-channel TFTs 1026a to 1026c. The output line 1028 from the decoder 1021 is input to the gates of the m n-channel TFTs 1026a to 1026c constituting each base unit 1027. The symbol m represents an arbitrary integer.

디스플레이 디바이스가 예를 들어, VGA 레벨 디스플레이 기능을 가지면, 640개의 소스 배선이 있다. m = 1일 때, 요구되는 NAND 회로의 수는 또한 640이고, 20개의 선택선(10 비트에 대응하는)이 필요하다. m = 8일 때, 요구되는 NAND 회로는 80이고, 14개의 선택선(7 비트에 대응하는)이 필요하다. 간략하게, 요구되는 NAND 회로의 수는 소스 배선의 수가 M인 경우 M/m이다.If the display device has a VGA level display function, for example, there are 640 source wires. When m = 1, the number of NAND circuits required is also 640, requiring 20 select lines (corresponding to 10 bits). When m = 8, the required NAND circuit is 80, and 14 select lines (corresponding to 7 bits) are required. Briefly, the number of NAND circuits required is M / m when the number of source wirings is M.

n-채널 TFT(1026a 내지 1026c)의 소스는 각각 비디오 신호선(V1, V2, ..., Vk)(1029)에 연결된다. 그러므로, 양의 전압이 출력선(1028)에 인가될 때, n-채널 TFT(1026a 내지 1026c)는 일단 ON 상태로 되고, 각 TFT와 연관된 비디오 신호가 입력된다. 이와 같이 입력된 비디오 신호는 n-채널 TFT(1026a 내지 1026c)에 각각 연결된 캐패시터(1030a 내지 1030c)에 유지된다.The sources of the n-channel TFTs 1026a to 1026c are connected to the video signal lines V1, V2, ..., Vk 1029, respectively. Therefore, when a positive voltage is applied to the output line 1028, the n-channel TFTs 1026a to 1026c are turned ON once, and a video signal associated with each TFT is input. The input video signal is retained in the capacitors 1030a to 1030c respectively connected to the n-channel TFTs 1026a to 1026c.

제 2 스테이지 래치(1025)는 다수의 기본 유닛(1027b)을 갖는다. 각 기본 유닛(1027b)은 m개의 n-채널 TFT(1031a 내지 1031c)로 구성된다. n-채널 TFT(1031a 내지 1031c)의 게이트는 모두 래치 신호선(1032)에 연결되므로, n-채널 TFT(1031a 내지 1031c)는 음의 전압이 래치 신호선(1032)에 인가될 때 일단 ON 상태로 된다.The second stage latch 1025 has a plurality of base units 1027b. Each basic unit 1027b is composed of m n-channel TFTs 1031a to 1031c. Since the gates of the n-channel TFTs 1031a to 1031c are all connected to the latch signal line 1032, the n-channel TFTs 1031a to 1031c are turned on once when a negative voltage is applied to the latch signal line 1032. .

그 결과, 캐패시터(1030a 내지 1030c)에 유지되는 신호는 이제 n-채널 TFT(1031a 내지 1031c)에 각각 연결된 캐패시터(1033a 내지 1033c)에 의해 유지된다. 동시에, 캐패시터(1030a 내지 1030c)에 유지되는 신호는 버퍼 유닛(1023)으로 출력된다. 이어서, 그 신호는 도 21에서 설명되는 바와 같이 버퍼를 통해 소스 배선(1034)에 출력된다. 상기와 같이 동작하는 소스측 구동 회로는 하나씩 소스 배선을 선택한다.As a result, the signal held at the capacitors 1030a to 1030c is now held by the capacitors 1033a to 1033c respectively connected to the n-channel TFTs 1031a to 1031c. At the same time, the signals held in the capacitors 1030a to 1030c are output to the buffer unit 1023. The signal is then output to the source wiring 1034 through the buffer as described in FIG. The source side driving circuits operating as described above select source wirings one by one.

상술된 바와 같이, 화소 부분 및 구동 회로는 게이트측 구동 회로 및 소스측 구동 회로를 n-채널 TFT만으로 만듬으로서 모두 n-채널 TFT로 구성될 수 있다. 본 실시예의 구조는 실시예 1 또는 2에서의 액티브 매트릭스 기판의 구동 회로에 적용될 수 있다.As described above, the pixel portion and the driving circuit can be composed of both n-channel TFTs by making the gate-side driving circuit and the source-side driving circuit only with the n-channel TFT. The structure of this embodiment can be applied to the driving circuit of the active matrix substrate in the first or second embodiment.

실시예 12Example 12

본 실시예에서는, 액티브 매트릭스 구동의 디스플레이 디바이스에서 회로 구 조의 특정한 예가 설명된다. 특히, 본 실시예는 실시예 1 또는 2에서 설명된 p-채널 TFT가 소스측 구동 회로 및 게이트측 구동 회로에 사용되는 경우이다. p-채널 TFT를 사용하는 디코더가 일반적인 쉬프트 레지스터에 대체된다. 도 24는 게이트측 구동 회로의 한 예를 설명한다.In this embodiment, a specific example of the circuit structure in the active matrix drive display device is described. In particular, this embodiment is a case where the p-channel TFT described in Embodiment 1 or 2 is used in the source side driver circuit and the gate side driver circuit. Decoder using p-channel TFT is replaced with a general shift register. 24 illustrates an example of the gate side driving circuit.

도 24에서, 참고번호(1200)는 게이트측 구동 회로의 디코더를 나타내고, (1201)은 게이트측 구동 회로의 버퍼 섹션을 나타낸다. 여기서, 버퍼 섹션은 다수의 버퍼(버퍼 증폭기)가 집적되는 부분을 칭한다. 또한, 버퍼는 이전 스테이지에서 이어지는 스테이지의 역효과를 제공하지 않고 구동 기능을 나타낼 수 있는 회로를 칭한다.In Fig. 24, reference numeral 1200 denotes a decoder of the gate side driver circuit, and 1201 denotes a buffer section of the gate side driver circuit. Here, the buffer section refers to a portion in which a plurality of buffers (buffer amplifiers) are integrated. Also, a buffer refers to a circuit that can represent a drive function without providing the adverse effect of the stage following from the previous stage.

이제는 게이트측 디코더(1200)가 설명된다. 참고번호(1202)는 디코더(1200)의 입력 신호선(이후 선택선이라 칭하여지는)을 나타내고, 보다 특정하게 A1, A-1(A1에 대해 반전된 극성을 갖는 신호), A2, A-2(A2에 대해 반전된 극성을 갖는 신호), ..., An, 및 A-n(An에 대해 반전된 극성을 갖는 신호)를 나타낸다. 다시 말하면, 이는 2n개 선택선이 배열되는 것으로 생각될 수 있다.The gate side decoder 1200 is now described. Reference numeral 1202 denotes an input signal line (hereinafter referred to as a selection line) of the decoder 1200, and more specifically A1, A - 1 (signal having an inverted polarity with respect to A1), A2, A - 2 ( Signal with polarity reversed for A2), ..., An, and A - n (signal with polarity reversed for An). In other words, it can be considered that 2n select lines are arranged.

선택선의 수는 게이트측 구동 회로에서 출력되는 게이트 배선의 수를 근거로 결정된다. 예를 들어, VGA 디스플레이를 위한 화소 섹션이 제공되는 경우, 480개 게이트 배선이 요구되어, 9 비트에 대해 제공되도록 총 18개 선택선을 요구한다(n = 9인 경우에 대응하는). 선택선(1202)은 도 25의 타이밍도에 도시된 신호들을 전송한다. 도 25에 도시된 바와 같이, A1의 주파수가 1로 표준화된다고 가정하면, A2의 주파수는 2-1로 표시될 수 있고, A3의 주파수는 2-2로 표시될 수 있고, An의 주파수는 2-(n-1)로 표시될 수 있다.The number of selection lines is determined based on the number of gate wirings output from the gate side driving circuit. For example, if a pixel section for a VGA display is provided, 480 gate wires are required, requiring a total of 18 select lines to be provided for 9 bits (corresponding to the case where n = 9). Select line 1202 transmits the signals shown in the timing diagram of FIG. As shown in FIG. 25, assuming that the frequency of A1 is normalized to 1, the frequency of A2 may be represented by 2 −1 , the frequency of A3 may be represented by 2 −2 , and the frequency of An is 2. It may be represented by-(n-1) .

참고번호(1203a)는 제 1 스테이지 NAND 회로(NAND 셀로 칭하여지는)를 나타내고, (1203b, 1203c)는 각각 제 2 스테이지 및 제 n 스테이지의 NAND 회로를 나타낸다. NAND 회로의 요구되는 수는 게이트 배선의 수와 똑같고, 특정하게 여기서는 n개의 NAND 회로가 요구된다. 다시 말하면, 본 발명에 따른 디코더(1200)는 다수의 NAND 회로로 구성된다.Reference numeral 1203a denotes a first stage NAND circuit (referred to as a NAND cell), and 1203b and 1203c denote NAND circuits of a second stage and an nth stage, respectively. The required number of NAND circuits is equal to the number of gate wirings, specifically n NAND circuits are required here. In other words, the decoder 1200 according to the present invention is composed of a plurality of NAND circuits.

각 NAND 회로(1203a 내지 1203c)에서는 p-채널 TFT(1204 내지 1209)가 조합되어 NAND 회로를 형성한다. 실제로, 각 NAND 회로(1203)에서는 2n개의 TFT가 사용된다. 더욱이, 각 p-채널 TFT(1204 내지 1209)의 게이트는 선택선(1202)(A1, A-1, A2, A-2, ..., An, A-n) 중 하나에 연결된다.In each NAND circuit 1203a to 1203c, p-channel TFTs 1204 to 1209 are combined to form a NAND circuit. In practice, 2n TFTs are used in each NAND circuit 1203. Moreover, the gate of each p-channel TFT 1204 to 1209 is connected to one of the selection lines 1202 (A1, A - 1, A2, A - 2, ..., An, A - n).

이 경우, NAND 회로(1203a)에서는, 각각 A1, A2, ..., An(양의 선택선이라 칭하여지는) 중 임의의 것에 연결된 게이트를 갖는 p-채널 TFT(1204 내지 1206)가 서로 병렬로 연결되고, 또한 공통 소스인 양의 전력 공급 배선(VDH)(1210)에 연결되고, 공통 드레인으로 출력선(1200)에 연결된다. 한편, 각각 A-1, A-2, ..., A-n(음의 선택선이라 칭하여지는) 중 임의의 것에 연결된 게이트를 갖는 나머지 p-채널 TFT(1207 내지 1209)는 서로 직렬로 연결되고, 회로의 한 끝부분에 위치하는 p-채 널 TFT(1209)의 소스가 음의 전력 공급 배선(VDL)(1212)에 연결되고, 회로의 다른 끝부분에 위치하는 p-채널 TFT(1207)의 드레인이 출력선(1211)에 연결된다.In this case, in the NAND circuit 1203a, the p-channel TFTs 1204 to 1206 each having a gate connected to any one of A1, A2, ..., An (referred to as positive selection lines) are parallel to each other. It is connected to the positive power supply wiring (V DH ) 1210 which is also a common source, and is connected to the output line 1200 with a common drain. On the other hand, the remaining p-channel TFTs 1207 to 1209, each having a gate connected to any of A - 1, A - 2, ..., A - n (called a negative select line), are connected in series with each other. A source of the p-channel TFT 1209 located at one end of the circuit is connected to the negative power supply wiring (V DL ) 1212 and a p-channel TFT (located at the other end of the circuit). The drain of 1207 is connected to the output line 1211.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 NAND 회로는 직렬로 연결된 한 도전형(이 경우에는 p-채널 TFT)의 n개 TFT 및 병렬로 연결된 한 도전형(이 경우에는 p-채널 TFT)의 다른 n개 TFT를 포함한다. n개 NAND 회로(1203a 내지 1203c)에서는 p-채널 TFT와 선택선 사이의 모든 조합이 서로 다름을 주목하여야 한다. 다시 말하면, 출력선(1211)은 이들 중 하나만이 선택되도록 구성되고, 신호는 출력선(1211)이 한 측으로부터 순차적으로 선택되도록 선택선(1202)에 입력된다.As described above, the NAND circuit according to the present invention has n n TFTs of one conductive type (p-channel TFT in this case) connected in series and another n of one conductive type (p-channel TFT in this case) connected in parallel. Includes three TFTs. It should be noted that in the n NAND circuits 1203a to 1203c, all combinations between the p-channel TFT and the select line are different from each other. In other words, the output line 1211 is configured such that only one of them is selected, and a signal is input to the selection line 1202 such that the output line 1211 is sequentially selected from one side.

이어서, 버퍼(1201)는 각각 NAND 회로(1203a 내지 1203c)에 대응하도록 다수의 버퍼(1213a 내지 1213c)로 구성된다. 버퍼(1213a 내지 1213c)는 동일한 구조를 가질 수 있음을 주목하여야 한다.Subsequently, the buffer 1201 is composed of a plurality of buffers 1213a to 1213c to correspond to the NAND circuits 1203a to 1203c, respectively. Note that the buffers 1213a to 1213c may have the same structure.

더욱이, 버퍼(1213a 내지 1213c)는 한 도전형의 TFT인 p-채널 TFT(1214 내지 1216)로 형성된다. 디코더로부터의 출력선(1211)은 대응하는 p-채널 TFT(1214)(한 도전형의 제 1의 TFT)의 게이트로 입력된다. p-채널 TFT(1214)는 소스로 접지 전력 소스 배선(GND)(1217)을 사용하고, 드레인으로 게이트 배선(1218)을 사용한다. 더욱이, p-채널 TFT(1215)(한 도전형의 제 2의 TFT)는 게이트로 접지 전력 소스선(1217)을 사용하고, 소스로 양의 전력 소스선(VDH)(1219)을 사용하고, 드레인으로 항상 ON 상태를 유지하는 게이트 배선(1218)을 사용한다.Further, the buffers 1213a to 1213c are formed of p-channel TFTs 1214 to 1216 which are one conductivity type TFTs. The output line 1211 from the decoder is input to the gate of the corresponding p-channel TFT 1214 (the first TFT of one conductivity type). The p-channel TFT 1214 uses ground power source wiring (GND) 1217 as a source and a gate wiring 1218 as a drain. Further, the p-channel TFT 1215 (second conductive second TFT) uses a ground power source line 1217 as a gate and a positive power source line (V DH ) 1219 as a source. The gate wiring 1218 which always maintains an ON state as a drain is used.

다시 말하면, 본 발명에 따른 각 버퍼(1213a 내지 1213c)는 한 도전형의 제 1의 TFT(p-채널 TFT(1214))를 포함하고, 또한 한 도전형의 제 1의 TFT에 직렬로 연결되고 드레인으로 한 도전형의 제 1의 TFT의 게이트를 사용하는 한 도전형의 제 2의 TFT(p-채널 TFT(1215))를 포함한다.In other words, each of the buffers 1213a to 1213c according to the present invention includes a first conductive TFT (p-channel TFT 1214) of one conductivity type, and is also connected in series to the first TFT of one conductivity type. And a second conductive TFT (p-channel TFT 1215) that uses a gate of the first conductive TFT that is used as a drain.

더욱이, p-채널 TFT(1216)(한 도전형의 제 3의 TFT)는 게이트로 리셋 신호선(Reset)을 사용하고, 소스로 양의 전력 소스선(1219)을 사용하고, 또한 드레인으로 게이트 배선(1218)을 사용한다. 접지 전력 소스선(1217)은 음의 전력 소스선(화소의 스위칭 소자로 사용되는 p-채널 TFT가 ON 상태로 되게 하는 전압을 제공하기 위한 전력 소스선)으로 대체될 수 있음을 주목하여야 한다.Further, the p-channel TFT 1216 (third TFT of one conductivity type) uses a reset signal line Reset as a gate, a positive power source line 1219 as a source, and a gate wiring as a drain. (1218) is used. It should be noted that the ground power source line 1217 may be replaced with a negative power source line (a power source line for providing a voltage for causing the p-channel TFT used as the switching element of the pixel to be turned ON).

이 경우, p-채널 TFT(1215)의 채널폭(W1으로 나타내지는) 및 p-채널 TFT(1214)의 채널폭(W2로 나타내지는)은 W1 < W2의 관계를 만족시킨다. 채널폭은 채널 길이에 수직 방향으로 측정된 채널 형성 영역의 길이를 칭한다.In this case, the channel width (represented by W1) of the p-channel TFT 1215 and the channel width (represented by W2) of the p-channel TFT 1214 satisfy the relationship of W1 <W2. The channel width refers to the length of the channel formation region measured in the direction perpendicular to the channel length.

버퍼(1213a)는 다음과 같이 동작한다. 양의 전압이 출력선(1211)에 인가되고 있는 시간 주기 동안, p-채널 TFT(1214)는 OFF 상태에 있다(즉, 그 채널이 형성되지 않는다). 한편, p-채널 TFT(1215)가 항상 ON 상태에 있으므로(즉, 채널이 형성되므로), 양의 전력 소스선(1219)의 전압은 게이트 배선(1218)에 인가된다.The buffer 1213a operates as follows. During the time period in which a positive voltage is being applied to the output line 1211, the p-channel TFT 1214 is in an OFF state (i.e., that channel is not formed). On the other hand, since the p-channel TFT 1215 is always in the ON state (that is, the channel is formed), the voltage of the positive power source line 1219 is applied to the gate wiring 1218.

한편, 음의 전압이 출력선(1211)에 인가되는 경우, p-채널 TFT(1214)는 ON 상태로 된다. 이 경우에는, p-채널 TFT(1214)의 채널폭이 p-채널 TFT(1215) 보다 더 넓으므로, 게이트 배선(1218)의 전위는 p-채널 TFT(1214)의 측면에서 출력에 의해 끌어 당겨지고, 그에 의해 접지 전력 소스선(1217)의 전위가 게이트 배선(1218)에 인가되게 된다.On the other hand, when a negative voltage is applied to the output line 1211, the p-channel TFT 1214 is turned ON. In this case, since the channel width of the p-channel TFT 1214 is wider than that of the p-channel TFT 1215, the potential of the gate wiring 1218 is attracted by the output on the side of the p-channel TFT 1214. Thus, the potential of the ground power source line 1217 is applied to the gate wiring 1218.

따라서, 게이트 배선(1218)은 음의 전압이 출력선(1211)에 인가되고 있을 때 음의 전압을 출력하고(화소의 스위칭 소자로 사용될 p-채널 TFT가 ON 상태로 되게 하는), 양의 전압이 출력선(1211)에 인가되고 있을 때는 항상 양의 전압을 출력한다(화소의 스위칭 소자로 사용될 p-채널 TFT가 OFF 상태로 되게 하는).Thus, the gate wiring 1218 outputs a negative voltage when a negative voltage is being applied to the output line 1211 (which causes the p-channel TFT to be used as the switching element of the pixel to be in an ON state), and a positive voltage. When it is applied to this output line 1211, it always outputs a positive voltage (so that the p-channel TFT to be used as the switching element of the pixel is turned off).

p-채널 TFT(1216)는 음의 전압이 인가되고 있는 게이트 배선(1218)이 양의 전압으로 끌어 올려지게 하는 리셋 스위치로 사용된다. 즉, 게이트 배선(1218)의 선택 주기가 완료된 이후에, 양의 전압이 게이트 배선(1218)에 인가되도록 리셋 신호가 입력된다. p-채널 TFT(1216)는 생략될 수 있음을 주목하여야 한다.The p-channel TFT 1216 is used as a reset switch for causing the gate wiring 1218 to which a negative voltage is applied to be pulled up to a positive voltage. That is, after the selection period of the gate wiring 1218 is completed, the reset signal is input so that a positive voltage is applied to the gate wiring 1218. It should be noted that the p-channel TFT 1216 can be omitted.

상술된 방식으로 동작하는 게이트측 구동 회로로, 게이트 배선이 선택적으로 선택된다. 이때, 소스측 구동 회로의 구조는 도 26에 도시된다. 도 26에 도시된 바와 같은 소스측 구동 회로는 디코더(1301), 래치(1302), 및 버퍼(1303)를 포함한다. 디코더(1301) 및 버퍼(1303)가 각각 게이트측 구동 회로와 똑같은 구조를 가지므로, 여기서는 설명이 생략된다.As the gate side driving circuit operating in the above-described manner, the gate wiring is selectively selected. At this time, the structure of the source side driving circuit is shown in FIG. The source side driving circuit as shown in FIG. 26 includes a decoder 1301, a latch 1302, and a buffer 1303. Since the decoder 1301 and the buffer 1303 each have the same structure as that of the gate side driver circuit, description thereof is omitted here.

도 25에 도시된 소스측 구동 회로의 경우, 래치(1302)는 제 1 스테이지 래치(1304) 및 제 2 스테이지 래치(1305)로 구성된다. 제 1 스테이지 래치(1304) 및 제 2 스테이지 래치(1305) 각각은 다수의 기본 유닛(1307)을 포함하고, 이들은 각각 m개의 p-채널 TFT(1306a 내지 1306c)로 구성된다. 디코더(1301)로부터의 출력선(1308)은 기본 유닛(1307)을 형성하는 m개의 p-채널 TFT(1306a 내지 1306c)의 각 게이트에 입력된다. 숫자 m은 임의의 정수임을 주목하여야 한다.In the case of the source side driving circuit shown in FIG. 25, the latch 1302 is composed of a first stage latch 1304 and a second stage latch 1305. Each of the first stage latch 1304 and the second stage latch 1305 includes a plurality of basic units 1307, which are each composed of m p-channel TFTs 1306a to 1306c. The output line 1308 from the decoder 1301 is input to each gate of the m p-channel TFTs 1306a to 1306c forming the base unit 1307. Note that the number m is any integer.

예를 들어, VGA 디스플레이의 경우, 소스 배선의 수는 640이다. m = 1인 경 우, 제공되도록 요구되는 NAND 회로의 수는 또한 640이고, 20개의 선택선(10 비트에 대응하는)이 제공되도록 요구된다. 그러나, 한편으로, m = 8일 때, 필요한 NAND 회로의 수는 80이고, 필요한 선택선의 수는 14(7 비트에 대응하는)이다. 즉, 소스 배선의 수가 M이라 가정하면, 필요한 NAND 회로의 수는 M/m으로 표시될 수 있다.For example, for a VGA display, the number of source wires is 640. If m = 1, the number of NAND circuits required to be provided is also 640, and 20 select lines (corresponding to 10 bits) are required to be provided. However, on the other hand, when m = 8, the required number of NAND circuits is 80, and the required number of select lines is 14 (corresponding to 7 bits). That is, assuming that the number of source wirings is M, the number of required NAND circuits may be expressed in M / m.

p-채널 TFT(1306a 내지 1306c)의 소스는 각각 비디오 신호선(V1, V2, ..., Vk)(1309)에 연결된다. 즉, 음의 전압이 출력선(1308)에 인가될 때, p-채널 TFT(1306a 내지 1306c)는 모두 동시에 ON 상태로 놓이므로, 비디오 신호가 각각 대응하는 p-채널 TFT(1306a 내지 1306c)로 취해진다. 이와 같이 얻어진 비디오 신호는 각각 그에 연결된 캐패시터(1310a 내지 1310c)에 유지된다.The sources of the p-channel TFTs 1306a to 1306c are connected to the video signal lines V1, V2, ..., Vk 1309, respectively. That is, when a negative voltage is applied to the output line 1308, all of the p-channel TFTs 1306a to 1306c are turned on at the same time, so that the video signals are respectively directed to the corresponding p-channel TFTs 1306a to 1306c. Is taken. The video signal thus obtained is held in capacitors 1310a to 1310c connected thereto, respectively.

더욱이, 제 2 스테이지 래치(1305)는 또한 각각 m개의 p-채널 TFT(1311a 내지 1311c)로 구성된 다수의 기본 유닛(1307b)을 포함한다. p-채널 TFT(1311a 내지 1311c)의 모든 게이트는 래치 신호선(1312)에 연결되므로, 음의 전압이 래치 신호선(1312)에 인가될 때, 모든 p-채널 TFT(1311a 내지 1311c)는 동시에 ON 상태로 된다.Moreover, the second stage latch 1305 also includes a plurality of basic units 1307b each composed of m p-channel TFTs 1311a to 1311c. Since all gates of the p-channel TFTs 1311a to 1311c are connected to the latch signal line 1312, when a negative voltage is applied to the latch signal line 1312, all the p-channel TFTs 1311a to 1311c are ON simultaneously. It becomes

그 결과, 캐패시터(1310a 내지 1310c)에 유지되는 신호는 각각 p-채널 TFT(1311a 내지 1311c)에 연결된 캐패시터(1313a 내지 1313c)에 유지되고, 버퍼(1303)로 동시에 출력된다. 이어서, 도 24를 참고로 설명되는 바와 같이, 이들 신호는 버퍼를 통해 소스 배선(1314)에 출력된다. 상술된 방식으로 동작하는 소스측 구동 회로로, 소스 배선이 순차적으로 선택된다.As a result, the signals held in the capacitors 1310a through 1310c are held in the capacitors 1313a through 1313c connected to the p-channel TFTs 1311a through 1311c, respectively, and are simultaneously output to the buffer 1303. Subsequently, as described with reference to FIG. 24, these signals are output to the source wiring 1314 through the buffer. As the source side driving circuit operating in the above-described manner, the source wiring is sequentially selected.

상기에 설명된 바와 같이, p-채널 TFT만으로 게이트측 구동 회로 및 소스측 구동 회로를 구성함으로서, 모든 화소 섹션 및 구동 회로가 완전히 p-채널 TFT로 형성될 수 있다. 따라서, 액티브 매트릭스형 디스플레이 디바이스를 제조할 때, TFT 단계의 제조 산출량 및 처리량이 현저히 개선될 수 있고, 그에 의해 감소된 제조 비용을 제공하게 된다. 본 실시예의 구조는 실시예 1 또는 2에서 액티브 매트릭스 기판의 구동 회로에 인가될 수 있다.As described above, by configuring the gate side driver circuit and the source side driver circuit with only the p-channel TFT, all the pixel sections and the driver circuit can be formed entirely of the p-channel TFT. Therefore, when manufacturing an active matrix type display device, the manufacturing yield and throughput of the TFT step can be significantly improved, thereby providing a reduced manufacturing cost. The structure of this embodiment can be applied to the driving circuit of the active matrix substrate in the first or second embodiment.

실시예 13Example 13

본 발명을 사용하여 다양한 반도체 디바이스가 제조될 수 있다. 다음은 이러한 전자 장치의 예로 주어질 수 있다: 비디오 카메라; 디지털 카메라; 고글형(goggle type) 디스플레이(헤드 장착 디스플레이); 자동차 네비게이션(navigation) 장치; 오디오 재생 디바이스(자동차 오디오 시스템, 오디오 콤포(compo) 시스템과 같은); 랩탑(laptop) 개인용 컴퓨터; 게임 장비; 휴대용 정보 단말기(이동 컴퓨터, 이동 전화기, 이동 게임 장비, 또는 전자 서적과 같은); 및 기록 매체가 제공되는 영상 재생 디바이스. 이러한 반도체 디바이스의 예는 도 27 및 도 28에 도시된다.Various semiconductor devices can be manufactured using the present invention. The following may be given as an example of such an electronic device: a video camera; digital camera; Goggle type display (head mounted display); Automotive navigation devices; Audio playback devices (such as automotive audio systems, audio compo systems); Laptop personal computer; Game equipment; Portable information terminals (such as mobile computers, mobile phones, mobile gaming equipment, or electronic books); And a video reproducing device provided with a recording medium. Examples of such semiconductor devices are shown in FIGS. 27 and 28.

도 27a는 데스크탑(desktop) 개인용 컴퓨터 등의 모니터를 설명하고, 프레임(3301), 지지 테이블(3302), 디스플레이 부분(3303) 등을 포함한다. 디스플레이 부분(3303)은 도 9에 도시된 발광 디바이스 또는 도 8에 도시된 액티브 매트릭스 구동의 액정 디스플레이 디바이스에 적용될 수 있다. 또 다른 집적 회로는 본 발명의 TFT를 적용하여 형성될 수 있다. 데스크탑 개인용 컴퓨터의 모니터는 본 발 명을 사용하여 완성될 수 있다.27A illustrates a monitor, such as a desktop personal computer, and includes a frame 3301, a support table 3302, a display portion 3303, and the like. The display portion 3303 can be applied to the light emitting device shown in FIG. 9 or the active matrix drive liquid crystal display device shown in FIG. 8. Another integrated circuit can be formed by applying the TFT of the present invention. The monitor of a desktop personal computer can be completed using the present invention.

도 27b는 메인 본체(3311), 디스플레이 부분(3312), 오디오 입력 부분(3313), 동작 스위치(3314), 배터리(3315), 영상 수신 부분(3316) 등을 포함하는 비디오 카메라를 설명한다. 디스플레이 부분(3312)은 도 9에 도시된 발광 디바이스 또는 도 8에 도시된 액티브 매트릭스 구동의 액정 디스플레이 디바이스에 적용될 수 있다. 또 다른 집적 회로는 본 발명의 TFT를 적용하여 형성될 수 있다. 비디오 카메라는 본 발명을 사용하여 완성될 수 있다.27B illustrates a video camera including a main body 3311, a display portion 3312, an audio input portion 3313, an operation switch 3314, a battery 3315, an image receiving portion 3316, and the like. The display portion 3312 can be applied to the light emitting device shown in FIG. 9 or the active matrix drive liquid crystal display device shown in FIG. 8. Another integrated circuit can be formed by applying the TFT of the present invention. Video cameras can be completed using the present invention.

도 27c는 메인 본체(3321), 신호 케이블(3322), 헤드 장착 밴드(3323), 화면 부분(3324), 광학 시스템(3325), 디스플레이(3326) 등을 포함하는 헤드-장착 디스플레이 일부(우측 절반 부분)를 설명한다. 디스플레이 부분(3326)은 도 9에 도시된 발광 디바이스 또는 도 8에 도시된 액티브 매트릭스 구동의 액정 디스플레이 디바이스에 적용될 수 있다. 또 다른 집적 회로는 본 발명의 TFT를 적용하여 형성될 수 있다. 헤드-장착 디스플레이는 본 발명을 사용하여 완성될 수 있다.27C shows a portion of the head-mounted display (right half) including the main body 3321, signal cable 3322, head mount band 3323, screen portion 3324, optical system 3325, display 3326, etc. Part). The display portion 3326 can be applied to the light emitting device shown in FIG. 9 or the active matrix drive liquid crystal display device shown in FIG. Another integrated circuit can be formed by applying the TFT of the present invention. Head-mounted displays can be completed using the present invention.

도 27d는 기록 매체를 포함하는 영상 재생 장치(보다 특정하게, DVD 재생 장치)를 설명하고, 이는 메인 본체(3331), 기록 매체(DVD 등)(3332), 동작 스위치(3333), 디스플레이 부분(a)(3334), 또 다른 디스플레이 부분(b)(3335) 등을 포함한다. 디스플레이 부분(a)(3334)은 주로 영상 정보를 디스플레이하는데 사용되고, 디스플레이 부분(b)(3335)은 주로 문자 정보를 디스플레이하는데 사용된다. 디스플레이 부분(3334, 3335)은 도 9에 도시된 발광 디바이스 또는 도 8에 도시된 액티브 매트릭스 구동의 액정 디스플레이 디바이스에 적용될 수 있다. 또 다른 집 적 회로는 본 발명의 TFT를 적용하여 형성될 수 있다. 영상 재생 장치는 본 발명을 사용하여 완성될 수 있다.FIG. 27D illustrates a video reproducing apparatus (more specifically, a DVD reproducing apparatus) including a recording medium, which includes a main body 3331, a recording medium (DVD, etc.) 3332, an operation switch 3333, and a display portion ( a) 3334, another display portion (b) 3335, and the like. Display portion (a) 3334 is mainly used to display image information, and display portion (b) 3335 is mainly used to display character information. The display portions 3334 and 3335 can be applied to the light emitting device shown in FIG. 9 or the active matrix drive liquid crystal display device shown in FIG. Another integrated circuit can be formed by applying the TFT of the present invention. An image reproducing apparatus can be completed using the present invention.

도 27e는 메인 본체(3341), 디스플레이 부분(3342), 아암(arm) 부분(3343)을 포함하는 고글형 디스플레이(헤드-장착 디스플레이)를 설명한다. 디스플레이 부분(3342)은 도 9에 도시된 발광 디바이스 또는 도 8에 도시된 액티브 매트릭스 구동의 액정 디스플레이 디바이스에 적용될 수 있다. 또 다른 집적 회로는 본 발명의 TFT를 적용하여 형성될 수 있다. 고글형 디스플레이는 본 발명을 사용하여 완성될 수 있다.27E illustrates a goggle display (head-mounted display) that includes a main body 3331, a display portion 3332, and an arm portion 3431. The display portion 3332 can be applied to the light emitting device shown in FIG. 9 or the active matrix drive liquid crystal display device shown in FIG. 8. Another integrated circuit can be formed by applying the TFT of the present invention. Goggle displays can be completed using the present invention.

도 27f는 메인 본체(3351), 프레임(3352), 디스플레이 부분(3353), 키보드(3354) 등을 포함하는 랩탑 개인용 컴퓨터를 설명한다. 디스플레이 부분(3353)은 도 9에 도시된 발광 디바이스 또는 도 8에 도시된 액티브 매트릭스 구동의 액정 디스플레이 디바이스에 적용될 수 있다. 또 다른 집적 회로는 본 발명의 TFT를 적용하여 형성될 수 있다. 랩탑 개인용 컴퓨터는 본 발명을 사용하여 완성될 수 있다.27F illustrates a laptop personal computer that includes a main body 3331, a frame 3332, a display portion 3535, a keyboard 3354, and the like. The display portion 3353 can be applied to the light emitting device shown in FIG. 9 or the active matrix drive liquid crystal display device shown in FIG. Another integrated circuit can be formed by applying the TFT of the present invention. Laptop personal computers can be completed using the present invention.

도 28a는 디스플레이 패널(panel)(2701), 동작 패널(2702), 및 연결 부분(2703)을 포함하는 휴대용 전화기를 설명한다. 디스플레이 패널(2701)은 액정 디스플레이 디바이스, EL 디스플레이 디바이스에 의해 전형화된 디스플레이 디바이스(2704), 사운드 출력 부분(2705), 및 안테나(2709)로 구성된다. 동작 패널(2702)은 동작키(2706), 전력 스위치(2702), 및 사운드 입력 부분(2708)으로 구성된다. 디스플레이 부분(2704)은 도 9에 도시된 발광 디바이스 또는 도 8에 도시 된 액티브 매트릭스 구동의 액정 디스플레이 디바이스에 적용될 수 있다. 또 다른 집적 회로는 본 발명의 TFT를 적용하여 형성될 수 있다. 휴대용 전화기는 본 발명을 사용하여 완성될 수 있다.FIG. 28A illustrates a portable telephone including a display panel 2701, an operation panel 2702, and a connecting portion 2703. The display panel 2701 is composed of a liquid crystal display device, a display device 2704 typical of the EL display device, a sound output portion 2705, and an antenna 2709. The operation panel 2702 includes an operation key 2706, a power switch 2702, and a sound input portion 2708. The display portion 2704 may be applied to the light emitting device shown in FIG. 9 or the active matrix drive liquid crystal display device shown in FIG. 8. Another integrated circuit can be formed by applying the TFT of the present invention. The portable telephone can be completed using the present invention.

또한, 도 28b는 사운드 재생 디바이스, 특정하게 자동차 오디오 장비를 설명하고, 이는 메인 본체(3411), 디스플레이 부분(3412), 및 동작 스위치(3413, 3414)를 포함한다. 디스플레이 부분(3412)은 도 9에 도시된 발광 디바이스 또는 도 8에 도시된 액티브 매트릭스 구동의 액정 디스플레이 디바이스에 적용될 수 있다. 또 다른 집적 회로는 본 발명의 TFT를 적용하여 형성될 수 있다. 사운드 재생 디바이스는 본 발명을 사용하여 완성될 수 있다.28B also illustrates a sound reproduction device, specifically car audio equipment, which includes a main body 3411, a display portion 3412, and operation switches 3413 and 3414. The display portion 3412 can be applied to the light emitting device shown in FIG. 9 or the active matrix drive liquid crystal display device shown in FIG. 8. Another integrated circuit can be formed by applying the TFT of the present invention. The sound reproducing device can be completed using the present invention.

도 28c는 메인 본체(3501), 디스플레이 부분(A)(3502), 뷰 파인더(view finder) 부분(3503), 동작 스위치(3504), 디스플레이 부분(B)(3505), 및 배터리(3506)를 포함하는 디지털 카메라를 설명한다. 디스플레이 부분(3502, 3505)은 도 9에 도시된 발광 디바이스 또는 도 8에 도시된 액티브 매트릭스 구동의 액정 디스플레이 디바이스에 적용될 수 있다. 또 다른 집적 회로는 본 발명의 TFT를 적용하여 형성될 수 있다. 디지털 카메라는 본 발명을 사용하여 완성될 수 있다.28C shows main body 3501, display portion (A) 3502, view finder portion 3503, operation switch 3504, display portion (B) 3505, and battery 3506. A digital camera will be described. The display portions 3502 and 3505 can be applied to the light emitting device shown in FIG. 9 or the active matrix drive liquid crystal display device shown in FIG. Another integrated circuit can be formed by applying the TFT of the present invention. Digital cameras can be completed using the present invention.

상기에 설명된 바와 같이, 본 발명은 모든 분야에서 넓은 범위의 전자 장치에 다양하게 적용될 수 있다. 본 실시예의 전자 장치는 실시예 1 내지 12에 도시된 구성들 중 임의의 것을 사용할 수 있다. 상술된 바와 같이, 본 발명은 똑같은 처리에 의해 똑같은 기판 상에 다른 LDD 구조의 n-채널 TFT 및 p-채널 TFT를 형성 할 수 있다. 얻어진 액티브 매트릭스 기판은 똑같은 기판 상에 발광층을 갖는 디스플레이 디바이스, 또는 액정 디스플레이 디바이스를 제조하는데 사용될 수 있다.As described above, the present invention can be variously applied to a wide range of electronic devices in all fields. The electronic device of this embodiment may use any of the configurations shown in Embodiments 1 to 12. As described above, the present invention can form n-channel TFTs and p-channel TFTs of different LDD structures on the same substrate by the same processing. The obtained active matrix substrate can be used to manufacture a display device having a light emitting layer on the same substrate, or a liquid crystal display device.

포토 마스크의 수를 감소시킴으로서, 생산성을 개선시키게 된다. 부가하여, 본 발명은 상술된 바와 같이 n-채널 TFT의 LDD 구조를 최적화함으로서 액티브 매트릭스 기판의 확실성 및 성능 특성을 동시에 개선시킬 수 있다.By reducing the number of photo masks, productivity is improved. In addition, the present invention can simultaneously improve the reliability and performance characteristics of the active matrix substrate by optimizing the LDD structure of the n-channel TFT as described above.

Claims (10)

디스플레이 디바이스에 있어서:In a display device: 절연 표면 상에 형성되는 화소부 및 게이트 구동 회로를 포함하고,A pixel portion and a gate driving circuit formed on an insulating surface, 상기 화소부는 한 도전형의 제 1 박막 트랜지스터를 포함하고,The pixel portion includes a first thin film transistor of one conductivity type, 상기 게이트 구동 회로는 각각이 상기 한 도전형의 복수의 제 2 박막 트랜지스터들을 포함하는 복수의 NAND 회로들을 포함하는 디코더를 포함하고,The gate driving circuit includes a decoder including a plurality of NAND circuits each including a plurality of second thin film transistors of the one conductivity type, 상기 한 도전형의 상기 복수의 제 2 박막 트랜지스터들 중 적어도 2개는 직렬로 접속되고,At least two of the plurality of second thin film transistors of the one conductivity type are connected in series, 상기 복수의 제 2 박막 트랜지스터들 중 다른 적어도 2개는 서로 병렬로 접속되고, At least two other of the plurality of second thin film transistors are connected in parallel to each other, 상기 제 1 박막 트랜지스터 및 상기 복수의 제 2 박막 트랜지스터 각각은,Each of the first thin film transistor and the plurality of second thin film transistors, 상기 절연 표면 위에, 소스 영역, 드레인 영역, 및 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이에 배치된 채널 영역을 포함하는 반도체 섬;A semiconductor island comprising a source region, a drain region, and a channel region disposed between the source region and the drain region on the insulating surface; 상기 반도체 섬 위의 절연막;An insulating film on the semiconductor island; 상기 절연막 위에 제공된 제 1 도전막; 및A first conductive film provided over the insulating film; And 상기 제 1 도전막 위의 제 2 도전막을 포함하고,A second conductive film on the first conductive film, 상기 제 1 도전막의 에지는 상기 제 2 도전막의 에지를 지나 연장하고,An edge of the first conductive film extends beyond an edge of the second conductive film, 상기 제 1 도전막 및 상기 제 2 도전막은 테이퍼된 형상(tapered shape)을 갖고,The first conductive film and the second conductive film have a tapered shape, 상기 절연막은 상기 제 1 도전막으로 덮이는 제 1 부분과 상기 제 1 도전막으로 덮이지 않는 제 2 부분을 갖고,The insulating film has a first portion covered with the first conductive film and a second portion not covered with the first conductive film, 상기 제 2 부분의 두께는 상기 제 1 부분의 두께보다 얇은, 디스플레이 디바이스.And the thickness of the second portion is thinner than the thickness of the first portion. 디스플레이 디바이스에 있어서:In a display device: 절연 표면 상에 형성되는 화소부 및 게이트 구동 회로를 포함하고,A pixel portion and a gate driving circuit formed on an insulating surface, 상기 화소부는 한 도전형의 제 1 박막 트랜지스터를 포함하고,The pixel portion includes a first thin film transistor of one conductivity type, 상기 게이트 구동 회로는 각각이 상기 한 도전형의 복수의 제 2 박막 트랜지스터들을 포함하는 복수의 NAND 회로들을 포함하는 디코더를 포함하고,The gate driving circuit includes a decoder including a plurality of NAND circuits each including a plurality of second thin film transistors of the one conductivity type, 상기 한 도전형의 상기 복수의 제 2 박막 트랜지스터들 중 적어도 2개는 직렬로 접속되고,At least two of the plurality of second thin film transistors of the one conductivity type are connected in series, 상기 복수의 제 2 박막 트랜지스터들 중 다른 적어도 2개는 서로 병렬로 접속되고, At least two other of the plurality of second thin film transistors are connected in parallel to each other, 상기 제 1 박막 트랜지스터 및 상기 복수의 제 2 박막 트랜지스터 각각은,Each of the first thin film transistor and the plurality of second thin film transistors, 상기 절연 표면 위에, 소스 영역, 드레인 영역, 및 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이에 배치된 채널 영역을 포함하는 반도체 섬;A semiconductor island comprising a source region, a drain region, and a channel region disposed between the source region and the drain region on the insulating surface; 상기 반도체 섬 위의 절연막;An insulating film on the semiconductor island; 상기 절연막 위에 제공된 질화막; 및A nitride film provided over the insulating film; And 상기 질화막 위의 도전막을 포함하고,A conductive film on the nitride film, 상기 질화막의 에지는 상기 도전막의 에지를 지나 연장하고,An edge of the nitride film extends beyond an edge of the conductive film, 상기 질화막 및 상기 도전막은 테이퍼된 형상을 갖고,The nitride film and the conductive film have a tapered shape, 상기 절연막은 상기 질화막으로 덮이는 제 1 부분과 상기 질화막으로 덮이지 않는 제 2 부분을 갖고,The insulating film has a first portion covered with the nitride film and a second portion not covered with the nitride film, 상기 제 2 부분의 두께는 상기 제 1 부분의 두께보다 얇은, 디스플레이 디바이스.And the thickness of the second portion is thinner than the thickness of the first portion. 디스플레이 디바이스에 있어서:In a display device: 절연 표면 상에 형성되는 화소부 및 게이트 구동 회로를 포함하고,A pixel portion and a gate driving circuit formed on an insulating surface, 상기 화소부는 한 도전형의 제 1 박막 트랜지스터를 포함하고,The pixel portion includes a first thin film transistor of one conductivity type, 상기 게이트 구동 회로는 각각이 상기 한 도전형의 복수의 제 2 박막 트랜지스터들을 포함하는 복수의 NAND 회로들을 포함하는 디코더를 포함하고,The gate driving circuit includes a decoder including a plurality of NAND circuits each including a plurality of second thin film transistors of the one conductivity type, 상기 한 도전형의 상기 복수의 제 2 박막 트랜지스터들 중 적어도 2개는 직렬로 접속되고,At least two of the plurality of second thin film transistors of the one conductivity type are connected in series, 상기 복수의 제 2 박막 트랜지스터들 중 다른 적어도 2개는 서로 병렬로 접속되고,At least two other of the plurality of second thin film transistors are connected in parallel to each other, 상기 제 1 박막 트랜지스터 및 상기 복수의 제 2 박막 트랜지스터 각각은,Each of the first thin film transistor and the plurality of second thin film transistors, 상기 절연 표면 위에, 소스 영역, 드레인 영역, 및 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이에 배치된 채널 영역을 포함하는 반도체 섬;A semiconductor island comprising a source region, a drain region, and a channel region disposed between the source region and the drain region on the insulating surface; 상기 반도체 섬 위의 절연막;An insulating film on the semiconductor island; 상기 절연막 위에 제공된 제 1 도전막; 및A first conductive film provided over the insulating film; And 상기 제 1 도전막 위의 제 2 도전막을 포함하고,A second conductive film on the first conductive film, 상기 제 1 도전막의 에지는 상기 제 2 도전막의 에지를 지나 연장하고,An edge of the first conductive film extends beyond an edge of the second conductive film, 상기 제 1 도전막 및 상기 제 2 도전막은 테이퍼된 형상을 갖고,The first conductive film and the second conductive film has a tapered shape, 상기 절연막은 상기 제 1 도전막으로 덮이는 제 1 부분과 상기 제 1 도전막으로 덮이지 않는 제 2 부분을 갖고,The insulating film has a first portion covered with the first conductive film and a second portion not covered with the first conductive film, 상기 제 2 부분의 두께는 상기 제 1 부분의 두께보다 얇고, The thickness of the second portion is thinner than the thickness of the first portion, 상기 제 2 부분의 상기 두께는 상기 반도체 섬의 두께보다 두껍고,The thickness of the second portion is thicker than the thickness of the semiconductor island, 상기 반도체 섬의 상기 두께는 상기 제 1 도전막보다 두꺼운, 디스플레이 디바이스.And the thickness of the semiconductor island is thicker than the first conductive film. 디스플레이 디바이스에 있어서:In a display device: 절연 표면 상에 형성되는 화소부 및 게이트 구동 회로를 포함하고,A pixel portion and a gate driving circuit formed on an insulating surface, 상기 화소부는 한 도전형의 제 1 박막 트랜지스터를 포함하고,The pixel portion includes a first thin film transistor of one conductivity type, 상기 게이트 구동 회로는 각각이 상기 한 도전형의 복수의 제 2 박막 트랜지스터들을 포함하는 복수의 NAND 회로들을 포함하는 디코더를 포함하고,The gate driving circuit includes a decoder including a plurality of NAND circuits each including a plurality of second thin film transistors of the one conductivity type, 상기 한 도전형의 상기 복수의 제 2 박막 트랜지스터들 중 적어도 2개는 직렬로 접속되고,At least two of the plurality of second thin film transistors of the one conductivity type are connected in series, 상기 복수의 제 2 박막 트랜지스터들 중 다른 적어도 2개는 서로 병렬로 접속되고,At least two other of the plurality of second thin film transistors are connected in parallel to each other, 상기 제 1 박막 트랜지스터 및 상기 복수의 제 2 박막 트랜지스터 각각은,Each of the first thin film transistor and the plurality of second thin film transistors, 상기 절연 표면 위에, 소스 영역, 드레인 영역, 및 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이에 배치된 채널 영역을 포함하는 반도체 섬;A semiconductor island comprising a source region, a drain region, and a channel region disposed between the source region and the drain region on the insulating surface; 상기 반도체 섬 위의 절연막;An insulating film on the semiconductor island; 상기 절연막 위에 제공된 제 1 도전막;A first conductive film provided over the insulating film; 상기 제 1 도전막 위의 제 2 도전막; 및A second conductive film on the first conductive film; And 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역 중 하나에 전기적으로 접속된 화소 전극을 포함하고,A pixel electrode electrically connected to one of the source region and the drain region, 상기 제 1 도전막의 에지는 상기 제 2 도전막의 에지를 지나 연장하고,An edge of the first conductive film extends beyond an edge of the second conductive film, 상기 제 1 도전막 및 상기 제 2 도전막은 테이퍼된 형상을 갖고,The first conductive film and the second conductive film has a tapered shape, 상기 절연막은 상기 제 1 도전막으로 덮이는 제 1 부분과 상기 제 1 도전막으로 덮이지 않는 제 2 부분을 갖고,The insulating film has a first portion covered with the first conductive film and a second portion not covered with the first conductive film, 상기 제 2 부분의 두께는 상기 제 1 부분의 두께보다 얇은, 디스플레이 디바이스.And the thickness of the second portion is thinner than the thickness of the first portion. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 한 도전형은 p형인, 디스플레이 디바이스.Wherein said one conductivity type is p-type. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 한 도전형은 n형인, 디스플레이 디바이스.And said one conductivity type is n type. 제 1 항, 제 3 항, 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1, 3, or 4, 상기 제 1 도전막은 TaN을 포함하는, 디스플레이 디바이스.And the first conductive film comprises TaN. 제 1 항, 제 3 항, 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1, 3, or 4, 상기 제 1 도전막의 두께는 15㎚ 내지 300㎚인, 디스플레이 디바이스.The thickness of the said 1st conductive film is a display device of 15 nm-300 nm. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 화소 전극은 산화 인듐, 산화 주석, 및 산화 아연으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는, 디스플레이 디바이스.And the pixel electrode comprises at least one material selected from the group consisting of indium oxide, tin oxide, and zinc oxide. 삭제delete
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